В цилиндр сегнерова колеса (4 видео)

Может показаться, что за многовековую историю механики узнали о водяных колесах все, что можно о них узнать. Да и что можно было придумать нового в этой старой как мир конструкции? Однако оказалось, что можно. В 1750 г. венгр Сегнер, работавший в Геттингенском университете, выдвинул совершенно новую идею водяного двигателя, в котором наряду с напором и весом использовалась еще и сила реакции, создаваемая потоком воды.

Устройство этого горизонтального колеса видно из рисунка. Вода поступала сверху в сосуд, соединенный с осью, внизу которого располагались крестообразные трубки с загнутыми в одну сторону концами. Вода вытекала через них, и получавшаяся при этом сила реакции действовала во всех четырех трубках в одну и ту же сторону, приводя во вращение все колесо. Это была чрезвычайно остроумная находка, не получившая, впрочем, в этом виде никакого практического применения, но возбудившая к себе живейший интерес некоторых математиков и инженеров.

Великий немецкий математик Эйлер одним из первых откликнулся на эту новинку, посвятив исследованию колеса Сегнера несколько своих работ. Прежде всего Эйлер указал на недостатки в конструкции Сегнера, отметив при этом, что невысокий КПД колеса был следствием нерациональных потерь энергии. Далее он писал, что эти потери могут быть значительно снижены, если идея нового двигателя получит более полное воплощение. Значительные потери происходили прежде всего при входе воды в колесо из-за резкого изменения направления и скорости течения воды (энергия здесь расходовалась на удар). Но их можно было уменьшить, если подводить воду к колесу в направлении вращения со скоростью этого вращения. На выходе так же имелись потери, так как часть энергии уносилась с выходной скоростью воды. В идеале вода должна отдавать колесу всю свою скорость. Для этого Эйлер предлагал заменить горизонтальные водовыпускные трубки трубками криволинейной формы, идущими сверху вниз. Тогда уже не было нужды делать отверстия для выпуска воды сбоку, так как можно было просто оставлять открытым нижний конец замкнутой трубки. Эйлер предсказал, что в будущем гидравлические машины этого нового типа (собственно, речь здесь шла о гидравлической турбине, но самого этого названия еще не было в употреблении) будут иметь две части: неподвижный направляющий аппарат, по прохождению через который вода будет поступать в нижнее вращающееся колесо, являющееся рабочим органом машины. Не смотря на высказанные замечания, Эйлер очень высоко оценил изобретение Сегнера и прозорливо указал, что тот открыл новый путь развития гидравлических двигателей, которому суждено большое будущее.

Содержание

Сегнерово колесо
Смотреть что такое «Сегнерово колесо» в других словарях:
Сегнерово колесо
Ссылки
Источник
Полезное
Смотреть что такое «Сегнерово колесо» в других словарях:
В цилиндр сегнерова колеса
🔍 Видео

Видео:Сегнерово колесо ● 1Скачать

Сегнерово колесо

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Сегнерово колесо» в других словарях:

Сегнерово колесо — Сегнерово колесо: A впуск воды, B вертикальная трубка с ротором, C ротор с форсунками (вид сбоку), D ротор с форсунками (вид сверху), E отверстие в дне, F ременная передача … Википедия

СЕГНЕРОВО КОЛЕСО — прибор, основанный на реактивном действии вытекающей воды. Расположенное в горизонтальной плоскости колесо без обода, у которого спицы заменены трубками с отогнутыми концами так, что вытекающая из них вода приводит сегнерово колесо во вращение.… … Большой Энциклопедический словарь

СЕГНЕРОВО КОЛЕСО — в механике, сосуд, на котором доказывается, что вода имеет свойство распространять во все стороны производимое на нее давление. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910 … Словарь иностранных слов русского языка

Читайте также: Порядок работы цилиндров rb25

сегнерово колесо — демонстрационный прибор, основанный на реактивном действии вытекающей воды. Расположенное в горизонтальной плоскости колесо без обода, у которого спицы заменены трубками с отогнутыми концами так, что вытекающая из них вода приводит сегнерово… … Энциклопедический словарь

сегнерово колесо — Segnerio ratas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Segner’s wheel vok. Segnersches Wasserrad, n rus. сегнерово колесо, n pranc. roue de Segner, f … Fizikos terminų žodynas

СЕГНЕРОВО КОЛЕСО — демонстрац. прибор, основанный на реактивном действии вытекающей воды. Расположенное в горизонтальной плоскости колесо без обода, у к рого спицы заменены трубками с отогнутыми концами так, что вытекающая из них вода приводит С. к. во вращение.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Сегнерово колесо — см. Сегнер … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

сегнерово колесо — с егнерово колес о, с егнерова колес а … Русский орфографический словарь

Камерное производство — (тех.) представляет обыкновенный способ заводского получения серной кислоты Н2SO4 [О других способах образования, составе, физических и химических свойствах и о способах получения одноводной (Н2SO4), дымящей и безводной (SO3) серной кислоты см.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

СЕГНЕР Янош Андрош — СЕГНЕР (Segner) Янош Андрош (1704 77), венгерский математик и физик, иностранный член Петербургской АН (1754). С 1725 работал в Германии. Занимался конструированием и совершенствованием различных научных приборов, в частности, изобрел (1750) одну … Энциклопедический словарь

Видео:Сегнерово колесоСкачать

Сегнерово колесо

Сегнерово колесо — двигатель, основанный на реактивном действии вытекающей воды. Первая в истории гидравлическая турбина.

Расположенное в горизонтальной плоскости колесо без обода, у которого спицы заменены трубками с отогнутыми концами так, что вытекающая из них вода приводит сегнерово колесо во вращение. Изобретено Иоганном Зегнером.

Принцип сегнерова колеса использован в конструкции «вечных двигателей» Клема [1] и Шаубергера.

Видео:Сегнерово колесоСкачать

Ссылки

Видео:Эффект Магнуса и уравнение БернуллиСкачать

Источник

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Сегнерово колесо» в других словарях:

Сегнерово колесо — устройство, основанное на реактивном действии вытекающей воды. С. к. было изобретено венгерским учёным Я. А. Сегнером (J. A. Segner) в 1750 и явилось прообразом гидравлической турбины. С. к. состоит из вертикальной подводящей трубы, на… … Большая советская энциклопедия

Сегнерово колесо — см. Сегнер … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

сегнерово колесо — с егнерово колес о, с егнерова колес а … Русский орфографический словарь

Видео:Сегнерово колесоСкачать

В цилиндр сегнерова колеса

Итак, с незапамятных времен энергия воды служит человеку. Она и теперь является одним из основных и одним из богатейших источников двигательной силы.

В природе запас водной энергии очень велик; человек может им располагать, не задумываясь о том, что этот запас способен истощиться.

Вспомним, как происходит круговорот воды в природе. Солнце теплом своих лучей заставляет испаряться воду. Пар скапливается в облака, которые от — соприкосновения с холодными потоками воздуха конденсируются, то есть превращаются вновь в воду. Вода падает на землю, наполняя ручьи и реки. По естественным скатам поверхности земли вода находит сток к морю. Вот на пути этого течения человек и ставит свои водяные двигатели.

Запас энергии воды огромен.

Разве мыслимо, чтобы такие силы природы пропадали бесцельно?

Недаром наш великий учитель, основатель советского государства, Владимир Ильич Ленин уже в апреле 1918 года, когда страна стала восстанавливать свое хозяйство, намечая пути технического развития, обращал внимание инженеров и ученых на необходимость максимального использования водных сил природы.

Но как же современная техника использует водную энергию? Не с помощью же водяных колес — таких громоздких и маломощных двигателей, обладающих к тому же и низким коэффициентом полезного действия?

Нет. Современная техника ушла очень далеко от водяных колес, создав мощные водяные двигатели. Эти двигатели называются гидротурбинами («гидро» — по-гречески означает «вода», «турбо» — по-латыни означает «вихрь», «вращение»).

В 1750 году венгерский ученый Сегнер изобрел интересный прибор, который и сейчас еще вы можете увидеть в школьном кабинете физики. Этот прибор состоит из резервуара, штатива и двух отогнутых под прямым углом трубок. Когда вода, заливаемая сверху через горловину, будет вытекать из отогнутых трубок, резервуар начнет вращаться, как показано стрелкой. Это происходит потому, что, вытекая, вода как бы отталкивается от трубок, отчего трубки отходят в противоположную сторону. Прибор этот получил название: «сегнерово колесо».

Этим прибором заинтересовался русский академик, знаменитый математик, Эйлер. Он понял, что на принципе «сегнерова колеса» могут работать водяные двигатели, и дал очень точный расчет таких машин.

В 1834 году французский инженер Фурнейрон, пользуясь расчетами Эйлера, построил первую водяную турбину, еще далеко несовершенную.

Почти в то же время — в 1837 году — уральский мастер Игнатий Сафонов, сооружавший ранее плотины для водяных колес, построил на Алапаевском заводе первую в России гидротурбину.

Первая турбина, построенная Игнатием Сафоновым, работала еще не так, как хотелось мастеру. Ее коэффициент полезного действия был равен только 53 % — меньше, чем у хорошего водяного колеса. И вот, через два года Игнатий Сафонов построил и установил новую турбину на Ирбитском заводе, КПД которой уже равнялся 70 %.

По такому принципу работает колесо реактивной гидротурбины.

По такому принципу работает колесо активной гидротурбины.

С тех пор прошло более ста лет.

За это время инженеры всех стран много поработали над водяной турбиной.

Особенное значение водяная турбина получила тогда, когда наука открыла способы использования электрической энергии превращением ее в энергию механическую. Оказалось, что водяную турбину можно применить для вращения машин, вырабатывающих электрический ток. Так появились первые гидроэлектростанции.

Современная водяная турбина, конечно, не похожа на «сегнерово колесо», и работает она тоже не совсем так.

Современные гидротурбины строятся двух типов. Первый тип турбин — активные.

Вернемся несколько назад и посмотрим на рисунок верхнебойного водяного колеса. Почему оно вращается? Потому, что вода своей тяжестью опускает одну лопасть за другой. Вода сливается с той же стороны колеса, с которой к нему подводится.

Но попробуем теперь создать колесо с лопастями, встречающими как бы в лоб струю воды.

Эта струя образуется оттого, что перед колесом вода пропускается через специальную направляющую трубу. Струя воды попадает на вогнутые лопасти, скользит вдоль них и сливается в центральную часть колеса. Такое колесо уже будет вращаться не потому, что падающая вода своей тяжестью (верхнебойное колесо) или текущая вода силой течения (нижнебойное колесо) увлекает за собой лопасти.

Здесь на вогнутых лопастях происходит замедление скорости вытекающей струи, меняется ее направление и струя отдает свою энергию колесу, давя на лопасти, толкая их. Такое колесо целиком не заполнено водой, вращается в воздухе.

Один из распространенных типов активной турбины — «ковшовая турбина». Вода по направляющей трубе подводится к колесу, лопасти которого выполнены в виде ковшиков, и заставляет колесо вращаться. Силу давления струи, а значит, и мощность турбины, можно регулировать «иглой», то есть большой пробкой. Этой пробкой-иглой прикрывают или открывают отверстие, через которое бьет струя. Чем отверстие будет больше, тем и количество протекающей воды окажется больше, а значит, — и струя сильнее.

«Ковшовая» активная турбина.

Такие турбины строятся сейчас на большие мощности и устанавливаются там, где вода на турбину падает с большой высоты. Так, сейчас на Металлическом заводе в Ленинграде строится ковшовая турбина мощностью в 65 тысяч киловатт для напора в 680 метров. С высоты в 2/3 километра будет падать вода на лопасти этой турбины.

Весьма распространенными водяными двигателями являются гидротурбины другого типа — реактивные. Принцип работы этих современных гидротурбин имеет много общего с принципом «сегнерова колеса». Их устройство, однако, не напоминает сосуда с отогнутыми трубками.

Реактивная гидротурбина с вертикальным валом. Вода поступает вначале в спиральную камеру, окружающую направляющий аппарат, и затем — через каналы между неподвижными лопатками