Хидраулика

С Википедије, слободне енциклопедије

Хидраулика и друге студије[1]
Страница о хидраулици и хидростатици из Cyclopaedije.
Римски водовод (акведукт) Pont du Gard (фр. за Мост преко реке Гард) у Француској је део римског водовода који је доносио воду граду Ниму (Француска), а саграђен је 19. пне
Преклопна запорница на Брани Ароурок (SAD).

Хидраулика је примењена наука и инжењерска дисциплина, која се бави механичким особинама течности. Механика флуида је теоријска основа хидраулике, која се концентрише на инжењерску употребу особина течности. У хидроенергији, хидраулика се користи за производњу, контролу и пренос снаге преко течности под дејством притиска. Теме којима се бави хидраулика, крећу се кроз више научних и инжењерских дисциплина, и покривају концепте као што су пумпе, водене турбине, хидроенергија, компутациона динамика флуида, мјерење и механика ријечних токова и ерозије. Хидраулика се такође дефинише као физички опис флуида у кретању који се базира на законима конзервације масе, момента и енергије. Математички опис тих закона може се формирати са теоријске тачке гледишта и употребом напредне математике. Резултати који се добијају оваквим приступом могу бити многоструке природе. За практичну примјену и инжењеринг хидруаличких система ти физички принципи се замјењују емпиријским и експерименталним приступом, на шта се у ствари обично и односи појам хидраулика. Реч 'хидраулика' потиче од грчке ријечи ὑδραυλικός (hydraulikos) која потом потиче од ὕδωρ (hydor, грчки за вода) и αὐλός (aulos, у значењу цев).[2]

У својим применама флуидног погона, хидраулика се користи за производњу, управљање и пренос снаге употребом течности под притиском. Хидрауличне теме се протежу кроз неколико делова науке и већину инжењерских модула, и покривају концепте као што су цевни проток, дизајн бране, флуидика и кола за контролу флуида. Принципи хидраулике се природно користе у људском телу у васкуларном систему и еректилном ткиву.[3][4]

Историја[уреди | уреди извор]

Античке и средњовековне ере[уреди | уреди извор]

Водени точкови.

Рана употреба водене енергије датира из Месопотамије и древног Египта, где се наводњавање користи од 6. миленијума пре нове ере, а водени сатови од почетка 2. миленијума пре нове ере. Други рани примери водене снаге укључују систем Канат у древној Персији и Турпански водени систем у древној Централној Азији.

Персијско царство[уреди | уреди извор]

У Персијском царству, Персијанци су изградили комплексни систем воденица, канала и брана познат као историјски Хидраулични систем Шуштар. Пројекат, који је започео ахеменидски краљ Дарије Велики, а завршила га је група римских инжењера које је заробио сасански краљ Шапур I,[5] Унеско је назвао „ремекделом креативног генија“.[5] Они су такође били изумитељи[6] Каната, подземног водовода. Неколико великих иранских древних вртова наводњавано је захваљујући канатима.[7]

Најранији докази о воденичким точковима и воденицама датирају из древног Блиског Истока у 4. веку пре нове ере,[8] конкретно у Персијском царству пре 350. пне, у регионима Ирака, Ирана[9] и Египта.[10]

Кина[уреди | уреди извор]

У древној Кини постојали су Суеншу Ао (6. век пне), Симен Бао (5. век пне), Ду Ши (око 31. године), Џанг Хенг (78 - 139) и Ма Ђуен (200 - 265), док је средњевековна Кина имала Су Сонг (1020 - 1101) и Шен Ко (1031–1095). Ду Ши је користио водени точак за напајање меха високе пећи за производњу ливеног гвожђа. Џанг Хенг је био први који је употребио хидраулику за пружање покретачке снаге у ротирању армиларне сфере за астрономско посматрање.[11]

Шри Ланка[уреди | уреди извор]

Ров и баште у Сигирији.

У древној Шри Ланки, хидраулика се широко користила у древним краљевствима Анурадапура и Полонарува.[12] Откриће принципа вентилне куле, или јаме вентила (Бисокотува на синхалеском) за регулисање изласка воде приписује се домишљатости пре више од 2000 година.[13] До првог века нове ере завршено је неколико великих иригационих подухвата.[14]

Грчко-римски свет[уреди | уреди извор]

У античкој Грчкој, Грци су конструисали софистициране системе за воду и хидраулику. Пример је изградња Еупалиносовог тунела за наводњавање Самоса, према јавном уговору. Рани пример употребе хидрауличног точка, вероватно најранији у Европи, је Перахорски точак (3. век пне).[15]

У грчко-римском Египту, је приметна изградња првих аутоматских хидрауличних машина од стране Ктесибија (пто је било на врхунцу око 270. пне). На томе је касније радио и Херон (око 10. - 80. године). Херон описује неколико функционалних машина које користе хидрауличну снагу, попут клипне пумпе, за коју је са многих римских налазишта познато да се користила за подизање воде и у ватрогасне сврхе.[16]

Аквадукт у Сеговији, ремекдело из 1. века нове ере.[17][18]

Хидраулично рударство је користено на златним пољима у северној Шпанији, коју је Август освојио 25. пне. Алувијални рудник злата Лас Медулас био је један од највећих њихових рудника. Кориштено је најмање седам дугих аквадуката, а водени токови су коришћени за ерозију меких наслага, а затим испирање јаловине ради одвајања драгоценог садржаја злата.[19][20]

Арапско-исламски свет[уреди | уреди извор]

У муслиманском свету током Исламског златног доба и Арапске пољопривредне револуције (8–13 века), инжењери су широко користили хидроенергију, као и вршили рану употребу енергије плиме и осеке,[21] и развили велике хидротехничке производне комплексе.[22] У исламском свету коришћени су разни индустријски млинови на водени погон, укључујући млинове за почетну прераду вуне, млинове за млевење, млинове за папир, вршидбу, пилане, пловне воденице, гњечилице, челичане, шећеране и плимске воденице. До 11. века, свака провинција широм исламског света имала је ове индустријске млинове у погону, од Ал Андалуза и Северне Африке до Блиског Истока и Централне Азије.[23] Муслимански инжењери су такође користили водене турбине, користили зупчанике у воденицама и машинама за подизање воде, и пионирски су користили бране као извор воде, коришћене за пружање додатне снаге воденицама и машинама за подизање воде.[24]

Ал-Џазари (1136–1206) описао је дизајне за 50 уређаја, већина који је напајана водом, у својој књизи, Књига знања о генијалним механичким уређајима, укључујући водене часовнике, уређаје за служење вина, и пет уређаја за подизање воде из река или базена. Ту спадају бескрајни каиш са причвршћеним врчевима и наизменични уређај са зглобним вентилима.[25]

Најраније програмабилне машине биле су уређаји на водени погон развијени у муслиманском свету. Музички секвенцер, програмабилни музички инструмент, био је најранији тип програмабилне машине. Први музички секвенцер био је аутоматизовани свирач флауте на водени погон који су изумела браћа Бану Муса, описан у њиховој Књизи генијалних уређаја, у 9. веку.[26][27] Године 1206, Ал-Џазари је изумио програмабилне аутомате/роботе на водени погон. Он је описао четири аутоматска музичара, укључујући бубњаре којима је управљала програмабилна бубањ машина, при чему су се оне могле подесити да свирају различите ритмове и различите бубњарске обрасце.[28] Торањски сат, механички астрономски сат на хидро погон који је изумио Ал-Џазари, био је први програмибилни аналогни рачунар.[29][30][31]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ NEZU Iehisa (1995), Suirigaku, Ryutai-rikigaku, Asakura Shoten, стр. 17, ISBN 4-254-26135-7. 
  2. ^ Chisholm, Hugh, ур. (1911). „Hydraulics”. Encyclopædia Britannica (на језику: енглески). 14 (11 изд.). Cambridge University Press. стр. 35. 
  3. ^ „The Circulatory System: The Hydraulics of the Human Heart”. 1. 5. 2017. Архивирано из оригинала на датум 1. 5. 2017. Приступљено 19. 3. 2019. 
  4. ^ Meldrum, David R.; Burnett, Arthur L.; Dorey, Grace; Esposito, Katherine; Ignarro, Louis J. (2014). „Erectile Hydraulics: Maximizing Inflow While Minimizing Outflow”. The Journal of Sexual Medicine. 11 (5): 1208—20. PMID 24521101. doi:10.1111/jsm.12457. 
  5. ^ а б Centre, UNESCO World Heritage. „Shushtar Historical Hydraulic System”. Whc.unesco.org (на језику: енглески). Приступљено 2018-09-01. 
  6. ^ Goldsmith, Edward (2012). The qanats of Iran. 
  7. ^ „The qanats of Iran · Edward Goldsmith”. archive.is. 2013-04-14. Архивирано из оригинала на датум 2013-04-14. Приступљено 2018-09-01. 
  8. ^ Terry S. Reynolds, Stronger than a Hundred Men: A History of the Vertical Water Wheel, JHU Press, 2002 ISBN 978-0-8018-7248-8, p. 14
  9. ^ Selin, Helaine (2013). Encyclopaedia of the History of Science, Technology, and Medicine in Non-Westen Cultures. Springer Science & Business Media. стр. 282. ISBN 978-94-017-1416-7. 
  10. ^ Stavros I. Yannopoulos; Gerasimos Lyberatos; Nicolaos Theodossiou; Wang Li; Mohammad Valipour; Aldo Tamburrino; Andreas N. Angelakis (2015). „Evolution of Water Lifting Devices (Pumps) over the Centuries Worldwide”. Water. MDPI. 7 (9): 5031—5060. doi:10.3390/w7095031Слободан приступ. 
  11. ^ 1974-, Fu, Chunjiang; Liping., Yang; N., Han, Y.; Editorial., Asiapac (2006). Origins of Chinese science and technology. Asiapac. ISBN 978-981-229-376-3. OCLC 71370433. 
  12. ^ „SriLanka-A Country study” (PDF). USA Government, Department of Army. 1990. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 5. 9. 2012. Приступљено 9. 11. 2011. 
  13. ^ „SriLanka – History”. Asian Studies Center, Michigan State University. Архивирано из оригинала на датум 28. 12. 2011. Приступљено 9. 11. 2011. 
  14. ^ „Traditional SriLanka or Ceylon”. Sam Houston State University. Архивирано из оригинала на датум 27. 9. 2011. Приступљено 9. 11. 2011. 
  15. ^ Tomlinson, R. A. (2013). „The Perachora Waterworks: Addenda”. The Annual of the British School at Athens. 71: 147—8. JSTOR 30103359. doi:10.1017/S0068245400005864. 
  16. ^ Museum, Victoria and Albert. "Catalogue of the mechanical engineering collection in the Science Division of the Victoria and Albert Museum, South Kensington, with descriptive and historical notes." Ulan Press. 2012.
  17. ^ „Géza Alföldy: Die Inschrift des Aquäduktes von Segovia” (PDF). 
  18. ^ Aurelio Martín (31. 10. 2016). „El hallazgo de un sestercio cambia la edad del acueducto de Segovia”. El País (на језику: шпански). 
  19. ^ Centre, UNESCO World Heritage. „Las Médulas”. Whc.unesco.org (на језику: енглески). Приступљено 2017-06-13. 
  20. ^ „Las Médulas”. Castilla y León World Heritage UNESCO (на језику: шпански). 2014-10-30. Приступљено 2017-06-13. 
  21. ^ Ahmad Y. al-Hassan (1976). Taqi al-Din and Arabic Mechanical Engineering, pp. 34–35. Institute for the History of Arabic Science, University of Aleppo.
  22. ^ Maya Shatzmiller, p. 36.
  23. ^ Adam Robert Lucas (2005), "Industrial Milling in the Ancient and Medieval Worlds: A Survey of the Evidence for an Industrial Revolution in Medieval Europe," Technology and Culture 46 (1), pp. 1–30 [10].
  24. ^ Ahmad Y. al-Hassan, Transfer Of Islamic Technology To The West, Part II: Transmission Of Islamic Engineering Архивирано 18 фебруар 2008 на сајту Wayback Machine
  25. ^ Al-Hassani, Salim. „800 Years Later: In Memory of Al-Jazari, A Genius Mechanical Engineer”. Muslim Heritage. The Foundation for Science, Technology, and Civilisation. Приступљено 30. 4. 2015. 
  26. ^ Koetsier, Teun (2001), „On the prehistory of programmable machines: musical automata, looms, calculators”, Mechanism and Machine Theory, Elsevier, 36 (5): 589—603, doi:10.1016/S0094-114X(01)00005-2. 
  27. ^ Kapur, Ajay; Carnegie, Dale; Murphy, Jim; Long, Jason (2017). „Loudspeakers Optional: A history of non-loudspeaker-based electroacoustic music”. Organised Sound. Cambridge University Press. 22 (2): 195—205. ISSN 1355-7718. doi:10.1017/S1355771817000103Слободан приступ. 
  28. ^ Professor Noel Sharkey, A 13th Century Programmable Robot (Archive), University of Sheffield.
  29. ^ „Episode 11: Ancient Robots”, Ancient Discoveries, History Channel, Приступљено 2008-09-06 
  30. ^ Howard R. Turner (1997), Science in Medieval Islam: An Illustrated Introduction, p. 184, University of Texas Press, ISBN 978-0-292-78149-8
  31. ^ Donald Routledge Hill, "Mechanical Engineering in the Medieval Near East", Scientific American, May 1991, pp. 64–9 (cf. Donald Routledge Hill, Mechanical Engineering)

Литература[уреди | уреди извор]

  • Rāshid, Rushdī; Morelon, Régis (1996), Encyclopedia of the history of Arabic science, London: Routledge, ISBN 978-0-415-12410-2. 

Спољашње везе[уреди | уреди извор]