Википедија

Hidraulika

Hidraulika je primenjena nauka i inženjerska disciplina, koja se bavi mehaničkim osobinama tečnosti. Mehanika fluida je teorijska osnova hidraulike, koja se koncentriše na inženjersku upotrebu osobina tečnosti. U hidroenergiji, hidraulika se koristi za proizvodnju, kontrolu i prenos snage preko tečnosti pod dejstvom pritiska. Teme kojima se bavi hidraulika, kreću se kroz više naučnih i inženjerskih disciplina, i pokrivaju koncepte kao što su pumpe, vodene turbine, hidroenergija, komputaciona dinamika fluida, mjerenje i mehanika riječnih tokova i erozije. Hidraulika se takođe definiše kao fizički opis fluida u kretanju koji se bazira na zakonima konzervacije mase, momenta i energije. Matematički opis tih zakona može se formirati sa teorijske tačke gledišta i upotrebom napredne matematike. Rezultati koji se dobijaju ovakvim pristupom mogu biti mnogostruke prirode. Za praktičnu primjenu i inženjering hidrualičkih sistema ti fizički principi se zamjenjuju empirijskim i eksperimentalnim pristupom, na šta se u stvari obično i odnosi pojam hidraulika. Reč 'hidraulika' potiče od grčke riječi ὑδραυλικός (hydraulikos) koja potom potiče od ὕδωρ (hydor, grčki za voda) i αὐλός (aulos, u značenju cev).[2]

Hidraulika i druge studije[1]
Stranica o hidraulici i hidrostatici iz Cyclopaedije.
Rimski vodovod (akvedukt) Pont du Gard (fr. za Most preko reke Gard) u Francuskoj je deo rimskog vodovoda koji je donosio vodu gradu Nimu (Francuska), a sagrađen je 19. p. n. e.
Preklopna zapornica na Brani Arourok (SAD).

U svojim primenama fluidnog pogona, hidraulika se koristi za proizvodnju, upravljanje i prenos snage upotrebom tečnosti pod pritiskom. Hidraulične teme se protežu kroz nekoliko delova nauke i većinu inženjerskih modula, i pokrivaju koncepte kao što su cevni protok, dizajn brane, fluidika i kola za kontrolu fluida. Principi hidraulike se prirodno koriste u ljudskom telu u vaskularnom sistemu i erektilnom tkivu.[3][4]

Istorija uredi

Antičke i srednjovekovne ere uredi

 
Vodeni točkovi.

Rana upotreba vodene energije datira iz Mesopotamije i drevnog Egipta, gde se navodnjavanje koristi od 6. milenijuma pre nove ere, a vodeni satovi od početka 2. milenijuma pre nove ere. Drugi rani primeri vodene snage uključuju sistem Kanat u drevnoj Persiji i Turpanski vodeni sistem u drevnoj Centralnoj Aziji.

Persijsko carstvo uredi

U Persijskom carstvu, Persijanci su izgradili kompleksni sistem vodenica, kanala i brana poznat kao istorijski Hidraulični sistem Šuštar. Projekat, koji je započeo ahemenidski kralj Darije Veliki, a završila ga je grupa rimskih inženjera koje je zarobio sasanski kralj Šapur I,[5] Unesko je nazvao „remekdelom kreativnog genija“.[5] Oni su takođe bili izumitelji[6] Kanata, podzemnog vodovoda. Nekoliko velikih iranskih drevnih vrtova navodnjavano je zahvaljujući kanatima.[7]

Najraniji dokazi o vodeničkim točkovima i vodenicama datiraju iz drevnog Bliskog istoka u 4. veku pre nove ere,[8] konkretno u Persijskom carstvu pre 350. p. n. e., u regionima Iraka, Irana[9] i Egipta.[10]

Kina uredi

U drevnoj Kini postojali su Suenšu Ao (6. vek pne), Simen Bao (5. vek pne), Du Ši (oko 31. godine), Džang Heng (78 - 139) i Ma Đuen (200 - 265), dok je srednjevekovna Kina imala Su Song (1020 - 1101) i Šen Ko (1031–1095). Du Ši je koristio vodeni točak za napajanje meha visoke peći za proizvodnju livenog gvožđa. Džang Heng je bio prvi koji je upotrebio hidrauliku za pružanje pokretačke snage u rotiranju armilarne sfere za astronomsko posmatranje.[11]

Šri Lanka uredi

 
Rov i bašte u Sigiriji.

U drevnoj Šri Lanki, hidraulika se široko koristila u drevnim kraljevstvima Anuradapura i Polonaruva.[12] Otkriće principa ventilne kule, ili jame ventila (Bisokotuva na sinhaleskom) za regulisanje izlaska vode pripisuje se domišljatosti pre više od 2000 godina.[13] Do prvog veka nove ere završeno je nekoliko velikih irigacionih poduhvata.[14]

Grčko-rimski svet uredi

U antičkoj Grčkoj, Grci su konstruisali sofisticirane sisteme za vodu i hidrauliku. Primer je izgradnja Eupalinosovog tunela za navodnjavanje Samosa, prema javnom ugovoru. Rani primer upotrebe hidrauličnog točka, verovatno najraniji u Evropi, je Perahorski točak (3. vek pne).[15]

U grčko-rimskom Egiptu, je primetna izgradnja prvih automatskih hidrauličnih mašina od strane Ktesibija (pto je bilo na vrhuncu oko 270. p. n. e.). Na tome je kasnije radio i Heron (oko 10. - 80. godine). Heron opisuje nekoliko funkcionalnih mašina koje koriste hidrauličnu snagu, poput klipne pumpe, za koju je sa mnogih rimskih nalazišta poznato da se koristila za podizanje vode i u vatrogasne svrhe.[16]

 
Akvadukt u Segoviji, remekdelo iz 1. veka nove ere.[17][18]

Hidraulično rudarstvo je koristeno na zlatnim poljima u severnoj Španiji, koju je Avgust osvojio 25. p. n. e. Aluvijalni rudnik zlata Las Medulas bio je jedan od najvećih njihovih rudnika. Korišteno je najmanje sedam dugih akvadukata, a vodeni tokovi su korišćeni za eroziju mekih naslaga, a zatim ispiranje jalovine radi odvajanja dragocenog sadržaja zlata.[19][20]

Arapsko-islamski svet uredi

U muslimanskom svetu tokom Islamskog zlatnog doba i Arapske poljoprivredne revolucije (8–13 veka), inženjeri su široko koristili hidroenergiju, kao i vršili ranu upotrebu energije plime i oseke,[21] i razvili velike hidrotehničke proizvodne komplekse.[22] U islamskom svetu korišćeni su razni industrijski mlinovi na vodeni pogon, uključujući mlinove za početnu preradu vune, mlinove za mlevenje, mlinove za papir, vršidbu, pilane, plovne vodenice, gnječilice, čeličane, šećerane i plimske vodenice. Do 11. veka, svaka provincija širom islamskog sveta imala je ove industrijske mlinove u pogonu, od Al Andaluza i Severne Afrike do Bliskog istoka i Centralne Azije.[23] Muslimanski inženjeri su takođe koristili vodene turbine, koristili zupčanike u vodenicama i mašinama za podizanje vode, i pionirski su koristili brane kao izvor vode, korišćene za pružanje dodatne snage vodenicama i mašinama za podizanje vode.[24]

Al-Džazari (1136–1206) opisao je dizajne za 50 uređaja, većina koji je napajana vodom, u svojoj knjizi, Knjiga znanja o genijalnim mehaničkim uređajima, uključujući vodene časovnike, uređaje za služenje vina, i pet uređaja za podizanje vode iz reka ili bazena. Tu spadaju beskrajni kaiš sa pričvršćenim vrčevima i naizmenični uređaj sa zglobnim ventilima.[25]

Najranije programabilne mašine bile su uređaji na vodeni pogon razvijeni u muslimanskom svetu. Muzički sekvencer, programabilni muzički instrument, bio je najraniji tip programabilne mašine. Prvi muzički sekvencer bio je automatizovani svirač flaute na vodeni pogon koji su izumela braća Banu Musa, opisan u njihovoj Knjizi genijalnih uređaja, u 9. veku.[26][27] Godine 1206, Al-Džazari je izumio programabilne automate/robote na vodeni pogon. On je opisao četiri automatska muzičara, uključujući bubnjare kojima je upravljala programabilna bubanj mašina, pri čemu su se one mogle podesiti da sviraju različite ritmove i različite bubnjarske obrasce.[28] Toranjski sat, mehanički astronomski sat na hidro pogon koji je izumio Al-Džazari, bio je prvi programibilni analogni računar.[29][30][31]

Reference uredi

  1. ^ Iehisa, NEZU (1995), Suirigaku, Ryutai-rikigaku, Asakura Shoten, str. 17, ISBN 4-254-26135-7. 
  2. ^ Chisholm, Hugh, ur. (1911). „Hydraulics”. Encyclopædia Britannica (na jeziku: engleski). 14 (11 izd.). Cambridge University Press. str. 35. 
  3. ^ „The Circulatory System: The Hydraulics of the Human Heart”. 1. 5. 2017. Arhivirano iz originala 1. 5. 2017. g. Pristupljeno 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. ^ a b Centre, UNESCO World Heritage. „Shushtar Historical Hydraulic System”. Whc.unesco.org (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2018-09-01. 
  6. ^ Goldsmith, Edward (2012). The qanats of Iran. 
  7. ^ „The qanats of Iran · Edward Goldsmith”. archive.is. 2013-04-14. Arhivirano iz originala 2013-04-14. g. Pristupljeno 2018-09-01. 
  8. ^ Reynolds, Terry S. (2002). Stronger than a Hundred Men: A History of the Vertical Water Wheel. JHU Press. str. 14. ISBN 978-0-8018-7248-8. 
  9. ^ Selin, Helaine (2013). Encyclopaedia of the History of Science, Technology, and Medicine in Non-Westen Cultures. Springer Science & Business Media. str. 282. ISBN 978-94-017-1416-7. 
  10. ^ Stavros I. Yannopoulos; Lyberatos, Gerasimos; Theodossiou, Nicolaos; Li, Wang; Valipour, Mohammad; Tamburrino, Aldo; Angelakis, Andreas N. (2015). „Evolution of Water Lifting Devices (Pumps) over the Centuries Worldwide”. Water. MDPI. 7 (9): 5031—5060. doi:10.3390/w7095031  . 
  11. ^ Fu, Chunjiang; Liping., Yang; Han, Y. N.; 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. Arhivirano iz originala (PDF) 5. 9. 2012. g. Pristupljeno 9. 11. 2011. 
  13. ^ „SriLanka – History”. Asian Studies Center, Michigan State University. Arhivirano iz originala 28. 12. 2011. g. Pristupljeno 9. 11. 2011. 
  14. ^ „Traditional SriLanka or Ceylon”. Sam Houston State University. Arhivirano iz originala 27. 9. 2011. g. Pristupljeno 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. ^ Martín, Aurelio (31. 10. 2016). „El hallazgo de un sestercio cambia la edad del acueducto de Segovia”. El País (na jeziku: španski). 
  19. ^ Centre, UNESCO World Heritage. „Las Médulas”. Whc.unesco.org (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2017-06-13. 
  20. ^ „Las Médulas”. Castilla y León World Heritage UNESCO (na jeziku: španski). 2014-10-30. Pristupljeno 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 Arhivirano 18 februar 2008 na sajtu 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. Pristupljeno 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/S1355771817000103  . 
  28. ^ Professor Noel Sharkey, A 13th Century Programmable Robot (Archive), University of Sheffield.
  29. ^ „Episode 11: Ancient Robots”, Ancient Discoveries, History Channel, Pristupljeno 2008-09-06 
  30. ^ Turner, Howard R. (1997). Science in Medieval Islam: An Illustrated Introduction. University of Texas Press. str. 184. 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 Arhivirano na sajtu Wayback Machine (25. decembar 2007))

Literatura uredi

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

Spoljašnje veze uredi

 
Hidraulika na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Хидраулика&oldid=27555889”