Министерство образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

Комментарии к презентации: "Водяные мельницы, ветряные мельницы"

Выполнил: студент АПН-14 _________ Федера В. Д.

Проверил: доцент _________ Маринова О. А.

Санкт-Петербург

2015

Оглавление:

Введение.........................................................................................................................................3 Водяные мельницы........................................................................................................................4 Ветряные мельницы.......................................................................................................................7 Заключение.....................................................................................................................................9 Список литературы......................................................................................................................10

Введение

Потребность в энергии – одна из основных жизненных потребностей человека. Энергия необходима не только для нормальной деятельности сложного современного общества, но и для физического существования каждого человеческого организма.

Развитие человеческого общества, так или иначе, связано с добычей и использованием энергии. Влияние энергетического потенциала на человечество очень велико – развитие промышленности, науки, культуры было бы невозможно без использования энергетических ресурсов Земли. Пользуясь энергией, человек создаёт для себя всё более комфортные условия жизни, резко увеличивая разрыв между собой и природой.

Процесс освоения способов добычи энергии начинается ещё в далёкие древние времена, когда научились добывать огонь и доходит до больших промышленно-городских систем движения топлива - сегодня.

Водяные мельницы

(3 слайд) Водяная мельница — гидротехническое сооружение, использующее гидроэнергию, получаемую с водяного колеса, движение которого выполняет полезную работу посредством зубчатой передачи. Для усиления энергии воды реку перегораживают плотиной, в которой оставляют отверстие для струи воды, вращающей водяное колесо

(4 слайд) Водяная мукомольная мельница была одним из первых технических устройств, жизненно необходимых для человека. Получается, что без мельницы не может быть и прогресса в технике и развития человечества. Конструкция водяных мельниц за многие века особенно не изменилась. Основные механические элементы остались неизменны. Основным материалом для постройки служила древесина. Из нее строили и амбар и колеса, и валы, и всю прочую снасть 

(5 слайд) По устройству водяные мельницы разделялись на мутовчатые и колесные.

(6 слайд) Мутовчатые представляли собой прообраз современной турбины, колесо располагалось горизонтально потоку

(7 слайд) У колесной же верхний жернов приводился в движение с помощью системы, т. е. по крайней мере двух колес (или шестерен) разного диаметра, связанных ременной или иной передачей с валом, на который насажен верхний жернов

(8 слайд) Водяные мельницы нередко делали на совсем незначительных речушках, почти на ручьях. Зимой водяные мельницы не работали: зимой зерно мололи или на ветряных мельницах, или на ручных. На водяных мельницах старались молоть зерно впрок – так, чтобы муки хватило на зиму и на весну. Но долго хранить муку было сложнее, чем зерно. Зерно расхищали мыши, но от них спасали плотно срубленные амбары и кошки. Муку хранили в сухом месте в специальных ларях – больших плотных ящиках с крышкой, обязательно в сухом месте. В муке заводились мучные клещи, поэтому муку перед употреблением приходилось просевать через решето. У каждой хозяйки был в доме ларь для муки, и на кухне (в кути) непременно на стене среди прочего висело решето.

(9 слайд) Производительность мельницы зависела от размера камня и скорости его вращения. Жернова брали диаметром от 50 до 120 сантиметров. На маловодных речках ставился небольшой бегун, и вращался он в пределах 60 оборотов в минуту. Река полноводнее могла крутить камень побольше, и совершал он до 150 оборотов. В зависимости от этого один постав размалывал от одного пуда (16 кг) до четырех пудов (64 кг) в час.

(10 слайд) Водяная мельница – первая в истории машина, работавшая без использования мускульной силы человека или животного. Но сначала древние мастера должны были изобрести водяной двигатель. Древние водяные машины-двигатели развивались, по видимому, из поливальных машин чадуфонов, при помощи которых поднимали из реки воду для орошения берегов.

(11 слайд) Чадуфон представлял собой ряд черпаков, которые насаживались на обод большого колеса с горизонтальной осью. При повороте колеса нижние черпаки погружались в воду реки, затем поднимались к верхней точке колеса и опрокидывались в желоб. Сначала такие колеса вращались вручную, но там, где воды мало, а бежит она по крутому руслу быстро, колесо стали снабжать специальными лопатками. Под напором течения колесо вращалось и само черпало воду. Получился простейший насос-автомат, не требующий для своей работы присутствия человека.

(12 слайд) Изобретение двигателя сразу породило другую задачу: каким образом передать движение от водяного колеса тому устройству, которое должно совершать полезную для человека работу? Для этих целей был необходим специальный передаточный механизм, который мог бы не только передавать, но и преобразовывать вращательное движение. Разрешая эту проблему, древние механики опять обратились к идее колеса. Простейшая колесная передача работает следующим образом. Представим себе два колеса с параллельными осями вращения, которые плотно соприкасаются своими ободьями. Если теперь одно из колес начинает вращаться (его называют ведущим), то благодаря трению между ободьями начнет вращаться и другое (ведомое). Причем пути, проходимые точками, лежащими на их ободьях, равны. Это справедливо при всех диаметрах колес.

Стало быть, большее колесо будет делать по сравнению со связанным с ним меньшим во столько же раз меньше оборотов, во сколько раз его диаметр превышает диаметр последнего. Если мы разделим диаметр одного колеса на диаметр другого, то получим число, которое называется передаточным отношением данной колесной передачи. Представим себе передачу из двух колес, в которой диаметр одного колеса в два раза больше, чем диаметр второго. Если ведомым будет большее колесо, мы можем с помощью этой передачи в два раза увеличить скорость движения, но при этом в два раза уменьшится крутящий момент. Такое сочетание колес будет удобно в том случае, когда важно получить на выходе большую скорость, чем на входе. Если, напротив, ведомым будет меньшее колесо, мы потеряем на выходе в скорости, но зато крутящий момент этой передачи увеличится в два раза. Эта передача удобна там, где требуется «усилить движение» (например, при подъеме тяжестей). Таким образом, применяя систему из двух колес разного диаметра, можно не только передавать, но и преобразовывать движение. В реальной практике передаточные колеса с гладким ходом почти не используются, так как сцепления между ними недостаточно жесткие, и колеса проскальзывают. Этот недостаток можно устранить, если вместо гладких колес использовать зубчатые.

(13 слайд) Первые колесные зубчатые передачи появились около двух тысяч лет назад, однако широкое распространение они получили значительно позже. Дело в том, что нарезка зубьев требует большой точности. Для того чтобы при равномерном вращении одного колеса второе вращалось тоже равномерно, без рывков и остановок, зубцам необходимо придавать особое очертание, при котором взаимное движение колес совершалось бы так, как будто они перемещаются друг по другу без скольжения, тогда зубцы одного колеса будут попадать во впадины другого. Если зазор между зубьями колес будет слишком велик, они станут ударяться друг о друга и быстро обломаются. Если же зазор слишком мал — зубья врезаются друг в друга и крошатся. Расчет и изготовление зубчатых передач представляли собой сложную задачу для древних механиков, но уже они оценили их удобство. Ведь различные комбинации зубчатых колес, а также их соединение с некоторыми другими передачами давали огромные возможности для преобразования движения. Например, после соединения зубчатого колеса с винтом, получалась червячная передача, передающая вращение из одной плоскости в другую. Применяя конические колеса, можно передать вращение под любым углом к плоскости ведущего колеса. Соединив колесо с зубчатой линейкой, можно преобразовать вращательное движение в поступательное, и наоборот, а присоединив к колесу шатун, получают возвратно-поступательное движение. Для расчета зубчатых передач обычно берут отношение не диаметров колес, а отношение числа зубьев ведущего и ведомого колес. Часто в передаче используется несколько колес. В таком случае передаточное отношение всей передачи будет равно произведению передаточных отношений отдельных пар. Когда все затруднения, связанные с получением и преобразованием движения, были благополучно преодолены, появилась водяная мельница