Aiolipile - Aeolipile

Kahramanın aeolipilesinin bir örneği

Bir Kahramanın motoru olarak da bilinen bir aeolipile , aeolipyle veya eolipile , merkezi su kabı ısıtıldığında dönen basit, kanatsız bir radyal buhar türbinidir . Tork , türbinden çıkan buhar jetleri tarafından üretilir. Mısır-Yunan matematikçi ve mühendis İskenderiyeli Heron 1. yüzyılda cihazı tarif ve birçok kaynak kendi buluşlarının gösterdiği için onu takdir. Bununla birlikte, Vitruvius , De Architecture'sinde bu cihazı ilk tanımlayan kişidir .

Aeolipile'nin ilk kaydedilen buhar motoru veya reaksiyon buhar türbini olduğu düşünülür , ancak aslında, Sanayi Devrimi sırasında icat edildiği gibi buhar motorunun gerçek bir versiyonu veya öncülü değildi . Adı - türetilen Yunan kelimesi Αἴολος ve Latince sözcük pila - "nin topu çevirir Aiolos , aeolus olmak" Yunan tanrısı hava ve rüzgarın.

Fizik

Bir aeolipilin sınıf modeli

Aeolipile, genellikle, dışa doğru çıkıntı yapan zıt şekilde bükülmüş veya kavisli nozullara sahip küresel veya silindirik bir kaptan oluşur . Kendi ekseni etrafında dönecek şekilde tasarlanmıştır. Gemi buharla basınçlandırıldığında , Newton'un hareket yasalarının 2. ve 3. yasasının bir sonucu olarak roket prensibi nedeniyle itme oluşturan gaz memelerden dışarı atılır . Farklı yönlere bakan nozullar, yatakların eksenine dik farklı hareket çizgileri boyunca kuvvetler ürettiğinde , itme kuvvetleri bir dönme momenti (mekanik çift ) veya tork ile sonuçlanmak üzere birleşerek geminin kendi ekseni etrafında dönmesine neden olur. Yataklardaki aerodinamik sürtünme ve sürtünme kuvvetleri, artan dönüş hızı ( rpm ) ile hızla birikir ve hızlanan torku tüketir, sonunda onu iptal eder ve sabit bir hıza ulaşır.

Tipik olarak ve Hero'nun cihazı tanımladığı gibi, su, dönen kap için bir standın parçasını oluşturan basit bir kazanda ısıtılır . Bu durumda kazan, döner odaya, aynı zamanda oda için mil görevi gören bir çift boru ile bağlanır . Alternatif olarak, döner bölmenin kendisi kazan olarak hizmet edebilir ve bu düzenleme, daha sonra buhar geçirmeleri gerekmediğinden, pivot/yatak düzenlemelerini büyük ölçüde basitleştirir. Bu, burada gösterilen bir sınıf modelinin çiziminde görülebilir.

Tarih

Hero's Pneumatica'dan bir çizim

Hem kahraman ve Vitruvius tarafından çok daha erken çalışmasından esinlenen Ktesibios bir mucit ve matematikçiydi da Ktesibios veya Tesibius olarak bilinen (285-222 M.Ö.), Alexandria , Ptolemaios Mısır . Basınçlı hava bilimi ve pompalarda kullanımı üzerine ilk incelemeleri yazdı.

Vitruvius'un açıklaması

Vitruvius (c. 80 BCE - c. 15 CE) aeolipillerden şu isimlerle bahseder:

Aeolipilae, su ile doldurulabilecekleri, küçük boyutlu bir ağzı veya ağzı olan içi boş pirinç kaplardır. Su ateşin üzerinde ısıtılmadan önce, ancak çok az rüzgar yayılır. Ancak su kaynamaya başlar başlamaz şiddetli bir rüzgar esmeye başlar.

Kahramanın açıklaması

Hero (c. 10-70 CE) daha pratik bir yaklaşım benimsiyor, çünkü nasıl yapılacağına dair talimatlar veriyor:

50. Buhar Motoru. Bir kazanı ateşin üzerine YERLEŞTİRİN: bir top bir pivot üzerinde dönecektir. İçinde su bulunan AB kazanı (şekil 50) altında ateş yakılır ve ağzı CD kapağıyla kapatılır; bununla bükülmüş boru EFG iletişim kurar, borunun ucu içi boş bir top, HK içine oturtulur. G ucunun karşısına, CD kapağına dayanan bir mil, LM yerleştirin; ve topun, onunla bir çapın zıt uçlarında iletişim kuran ve zıt yönlerde bükülmüş iki bükülmüş boru içermesine izin verin, kıvrımlar dik açılarda ve FG, L M çizgileri boyunca olsun. Kazan ısındıkça bulunacaktır. EFG'den topa giren buharın bükülmüş borulardan kapağa doğru dışarı çıktığını ve dans eden figürlerde olduğu gibi topun dönmesine neden olduğunu.

pratik kullanım

Hero'nun aeolipilesinin modern bir kopyası.

Aeolipilin antik çağda herhangi bir pratik kullanıma girip girmediği ve pragmatik bir araç, tuhaf bir yenilik, bir hürmet nesnesi veya başka bir şey olarak görülüp görülmediği bilinmemektedir. Bir kaynak, bunu eski Yunanlılar için sadece bir merak ya da bir "parti hilesi" olarak nitelendirdi. Kahramanın çizimi bağımsız bir cihazı göstermektedir ve muhtemelen Pneumatica'da açıklanan diğer birçok cihaz gibi bir "tapınak harikası" olarak tasarlanmıştır .

Vitruvius ise havanın fiziksel özelliklerini göstermek için aeolipilin kullanımından bahseder. Aeolipili şu şekilde tanımlar:

göklerin yasalarında gizlenen ilahi bir gerçeği keşfetmek için bilimsel bir icat.

Cihazın yapısını tanımladıktan sonra (yukarıya bakın) şu sonuca varıyor:

Böylece bu küçük ve çok kısa deneyden, göklerin güçlü ve harika yasalarını ve rüzgarların doğasını anlayabilir ve yargılayabiliriz.

1543 yılında Blasco de Garay , bir bilim adamı ve İspanyol donanması bir kaptan, iddiaya önce ortaya Kutsal Roma İmparatoru Charles V ve yüksek görevlilerden oluşan bir komisyon o bir aparat oluşuyordu kullanarak rüzgar yokluğunda büyük gemiler itmek olabilir iddia bir buluş geminin her iki tarafında bakır kazan ve hareketli tekerlekler. Bu hesap Simancas'taki İspanyol kraliyet arşivleri tarafından korunmuştur . De Garay'ın Hero's aeolipile'sini kullandığı ve bunu Roma teknelerinde ve geç ortaçağ kadırgalarında kullanılan teknolojiyle birleştirdiği ileri sürülmektedir. Burada, de Garay'ın icadı, aeolipile'nin pratik kullanıma sahip olduğu, çarklara hareket sağlamak üzere buharla çalışan teknelerin fizibilitesini gösteren bir yenilik getirdi. Bu iddia İspanyol yetkililer tarafından reddedildi.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma