Эолипил

редактировать
Простая безлопастная радиальная паровая турбина Иллюстрация эолипила Героя

эолипила (или эолипил , или эолипил ), также известный как двигатель Героя , представляет собой простую безлопастную радиальную паровую турбину, которая вращается, когда центральная вода емкость нагревается. Крутящий момент создается паровыми струями, выходящими из турбины, так же, как жиклер или ракетный двигатель. В I веке нашей эры Герой Александрийский описал устройство в Римском Египте, и многие источники приписывают ему его изобретение.

Эолипил, описанный Героем. считается первой записанной паровой машиной или реакционной паровой турбиной. Название - производное от греческого слова Αἴολος и латинского слова pila - переводится как «шар Эола », Эол - греческий бог воздуха и ветра.

Еще до сочинений Героя, устройство, называемое эолипилом, было описано в I веке до нашей эры Витрувием в его трактате De Architectura ; однако неясно, является ли это тем же устройством или предшественником, поскольку он не упоминает вращающиеся части.

Содержание

  • 1 Описание и физика
  • 2 История
    • 2.1 Описание Витрувия
    • 2.2 Героя описание
  • 3 Практическое использование
  • 4 См. также
  • 5 Ссылки
  • 6 Дополнительная литература

Описание и физика

Классная модель эолипила

Эолипил состоит из сосуда, обычно "простое" тело вращения, такое как сфера или цилиндр, выполненное с возможностью вращения вокруг своей оси, имеющее противоположно изогнутые или изогнутые сопла проецируется из него (tipjets ). Когда в сосуде создается давление пара, пар выходит через сопла, что создает тягу по принципу ракеты как следствие 2-го и 3-го из законов движения Ньютона. Когда сопла, направленные в разные стороны, создают силы по разным направлениям действия, перпендикулярным оси подшипников, эти усилия объединяются, образуя вращающий момент (механическая пара ), или крутящий момент, заставляющий судно вращаться вокруг своей оси. Аэродинамическое сопротивление и силы трения в подшипниках быстро нарастают с увеличением скорости вращения (об / мин ) и расходуют ускоряющий момент, в конечном итоге нейтрализуя его и достигая установившейся скорости.

Как правило, как описал устройство Герой, вода нагревается в простом бойлере, который является частью подставки для вращающегося сосуда. В этом случае котел соединен с вращающейся камерой парой труб, которые также служат в качестве шарниров для камеры. В качестве альтернативы вращающаяся камера может сама служить бойлером, и такая компоновка значительно упрощает шарнирно-опорные устройства, поскольку в этом случае им не нужно пропускать пар. Это можно увидеть на иллюстрации модели класса, показанной здесь.

История

Иллюстрация из Hero's Pneumatica

И Герой, и Витрувий опираются на гораздо более ранние работы Ктесибия (285–222 гг. До н.э.), Ктесибия или Ктесибия, или Тесибий был изобретателем и математик в Александрии, Птолемеева Египте. Он написал первые научные трактаты о сжатом воздухе и его использовании в насосах.

Описание Витрувия

Витрувий (ок. 80 г. до н.э. - ок. 15 г. н.э.) упоминает эолипилы по имени:

эолипилы - полые медные сосуды с отверстием или устьем небольшого размера, с помощью которого их можно наполнить водой. До того, как вода нагревается над огнем, но дует небольшой ветер. Однако, как только вода закипает, вырывается сильный ветер.

Описание Героя

Герой (ок. 10–70 г. н. Э.) Использует более практичный подход, поскольку он дает инструкции, как сделать один:

Нет. 50. Паровоз. ПОСТАВЬТЕ котел над огнем: шар должен вращаться на оси. Огонь разжигается под котлом A B (рис. 50), содержащим воду и прикрытым крышкой C D у рта; с этим соединяется изогнутая трубка E F G, причем конец трубки помещается в полый шар H K. Напротив конца G поместите шарнир L M, опирающийся на крышку C D; и пусть шар содержит две изогнутые трубы, сообщающиеся с ним на противоположных концах диаметра и изогнутые в противоположных направлениях, причем изгибы проходят под прямым углом и поперек линий FG, L M. По мере того, как котел нагревается, он будет обнаружен. что пар, попадая в мяч через EFG, выходит через изогнутые трубки к крышке и заставляет мяч вращаться, как в случае с танцующими фигурами.

Практическое использование

Современная копия эолипила Героя

Неизвестно, находили ли эолипил какое-либо практическое применение в древние времена и рассматривали ли он как прагматический прием, причудливую новинку, объект почитания или что-то еще. Источник описал это как простое любопытство для древних греков или «тусовку». На рисунке Героя изображено отдельное устройство, которое, предположительно, было задумано как «храмовое чудо», как и многие другие устройства, описанные в.

. Витрувий, с другой стороны, упоминает использование эолипила для демонстрации физических свойств погоды. Он описывает эолипил как

научное изобретение [для] открытия божественной истины, скрывающейся в небесных законах.

После описания конструкции устройства (см. Выше) он заключает:

Таким образом, из этого небольшого и очень В ходе короткого эксперимента мы можем понять и судить о могущественных и чудесных законах неба и природе ветров.

В 1543 году Бласко де Гарай, ученый и капитан испанского флота, якобы продемонстрировал ранее император Священной Римской империи Карл V и комитет высокопоставленных должностных лиц - изобретение, по его утверждению, могло приводить в движение большие корабли в отсутствие ветра с помощью аппарата, состоящего из медного котла и движущихся колес по обе стороны корабля. Этот отчет был сохранен в королевских архивах Испании в Симанкас. Предполагается, что де Гарэ использовал эолипил Героя и объединил его с технологиями, используемыми в римских лодках и позднесредневековых галерах. Здесь изобретение де Гарая представило нововведение, в котором эолипил нашел практическое применение, а именно: приводить в движение гребные колеса, демонстрируя возможность создания паровых лодок. Это утверждение было отклонено испанскими властями.

См. Также

Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Эолипилом.

Ссылки

Дополнительная литература

Последняя правка сделана 2021-06-10 02:42:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте