koło wodne

Na świecie istnieje około 1,5 mld km3 wody. Jest niezbędna do życia,

ale również stanowi wielki magazyn energii, z którego współcześnie pochodzi około 24% globalnej energii elektrycznej.

Najstarsza wzmianka o podporządkowaniu żywiołu wodnego konkretnym potrzebom gospodarczym pochodzi już z 18 wieku p.n.e., w kodeksie praw Babilonii ustanowionym przez Hammurabiego.

Znajduje się tam paragraf, dotyczący kar nakładanych na sprawców kradzieży kół wodnych - zapewne najstarszej maszyny poruszanej siłą wody. Początkowo wykorzystywane były jedynie do nawadniania pól uprawnych. Łopatki koła odgrywały jednocześnie role czerpaków. Podnosiły wodę na wyższy poziom i wylewały ja do odpowiedniego koryta drewnianego, prowadzącego do kanałów nawadniających.

Około 230 roku p.n.e. Filon z Bizancjum opisał już bardziej złożone konstrukcje. Koło wodne składało się z kilkunastu łopat drewnianych umocowanych na wspólnej osi. Napędzało ono mechanizm zbudowany z ruchomych czerpaków połączonych łańcuchem. Czerpaki te w położeniu dolnym wypełniały się wodą. Następnie unosiły się do góry, tam przekręcały i wylewały wodę do koryta.

Wkrótce potem, koło zaprzęgnięto również do innych prac. Pierwszy pisemny dowód na wykorzystanie koła wodnego do mielenia zboża, znaleźć można w dokumentach z 1 wieku p.n.e. Autor dziesięciotomowego dzieła pt: "De Architektura", inżynier rzymski Marek Witruwiusz Polio (16-13 rok p.n.e.) opisuje współczesne mu młyny wodne. Były to koła drewniane, o średnicy ponad 3 metrów z zamocowanymi na obwodzie metalowymi wiadrami lub drewnianymi rynnami, po których spływała woda. Drewniana zębatka, umieszczona na końcu poziomej osi koła wodnego, zaczepiała o koło zębate osi pionowej. Na górnym końcu tej osi był osadzony i przymocowany metalowymi klamrami właściwy kamień młyński.

W czwartym wieku n.e. rozszerzono zastosowanie kół wodnych do poruszania pił mechanicznych. Używano ich na przykład do cięcia kamienia.
W Polsce pierwsze koło wodne o mocy 2-4 KM, zbudowano w roku 1145 w Łęczycy, do napędu młyna. W wieku XVI pracowało w Polsce już około 3000 kół wodnych różnego typu. Służyły one do napędzania różnych urządzeń w młynach, tartakach i kuźniach.

koło nadsiębiernekoło podsiębiernePrzemysł metalurgiczny, tekstylny i papierniczy we wczesnej fazie rozwoju (wiek XVIII i XIX), był nierozwiązalnie związany z wodą, stąd rozwój przemysłu właśnie w dolinach rzek, nadających się do energetycznego wykorzystania, aż do czasu wynalezienia maszyny parowej. Na większą skalę energię wody zaczęto stosować dopiero po wynalezieniu turbiny wodnej. W 1881 roku, za pomocą dynama podłączonego do znajdującej się w młynie zbożowym turbiny, oświetlono ulice amerykańskiego miasta Niagara Falls, a w roku 1882 uruchomiono pierwszą na świecie elektrownię wodną - instalację na rzece Fox River w Appleton (stan Wisconsin). Dziś nowoczesne odpowiedniki kół wodnych w postaci turbin wodnych, z powodzeniem napędzają potężne generatory wielkich elektrowni wodnych, produkujących znaczne ilości energii elektrycznej. W niektórych krajach (na przykład Norwegia), większość energii wytwarzana jest właśnie w ten sposób 

Zależnie od sposobu zasilania, koła wodne dzielimy na:

  • podsiębierne (wykorzystuje głównie energię kinetyczną wody) - montowane nad korytem rzeki w taki sposób, aby nurt przepływającej wody uderzał w jego łopatki od spodu nadając mu przez to ruch obrotowy. Wydajność kół tego typu wynosi około 22 %,
  • śródsiębierne (wykorzystuje energię potencjalną i kinetyczną wody),
  • nadsiębierne (wykorzystuje głównie energię potencjalną wody) - porusza się dzięki spiętrzonej wodzie doprowadzanej na jego łopaty od góry. Charakteryzuje się wydajnością około 60%, ponieważ spiętrzona woda spadając swobodnie posiada większą energię.
Testy z BRD | Znaki drogowe | BRD 24 | Karta rowerowa | Karta rowerowa - to proste | Wiersze miłosne | 1000 pytań