Хидраулика

Хидраулика (|ὑδραυλικός, од grc „вода“ и |αὐλός „цевка“) — наука за законите на рамнотежата и движењето на течностите, како и вештина на искористување на водената сила. Теоретската подлога на оваа наука се изучува во хидромеханиката, која се задржува на техничката примена на особините на течностите. Во нејзината практична употреба, хидрауликата наоѓа примена во создавањето, контролата и преносот на сила користејќи течности под притисок. Во неа се опфатени концепти како протокот, проектирањето на брани, флуидиката и контролните кола со течности. Најзините начела се природни за човекот, поради присуството на истите во телесните системи како крвотокот.
Слободноповршинската ахидраулика е гранка на хидрауликата која се занимава со текот на водата по слободни површини (без притисок), како кај реките, каналите, езрата, устијата и морињата.
Може да се рече дека оваа дисциплина е мошн сродна на пневматиката, која пак ги користи гасовите место течностите.
1 Во стариот и средниот век
Водената сила првпат почнала да се користи за наводнување во Месопотамија и стариот Египет уште во VI милениум п.н.е., како и за мерење на времето со водени часовници од почетокот на II милениум п.н.е. Други рани примери се канатскиот систем во стара Персија и турпанскиот систем во Средна Азија.
1.1 Стара Грција
Во Стара Грција се граделе сложени хидраулични погони за јавна употреба, како каналот во Самос, наречен Евпалинов тунел. Прв приемр за употребата на хидраулично тркало во европа е она во Перахора, изградено во III век п.н.е.
Се смета дека првите хидраулични автомати ги изработиле Ктесивиј (ж. ~ 270 п.н.е.) и Херон Александриски (~ 10 – 80). Херон опишува низа машини на хидрауличен погон со како клипни пумпи, кои се среќаваат во наоѓалишта од римско време како направи за подигање на вода и пожарникарски пумпи.
1.2 Персија
Персијците изградиле мошне напредни системи од воденици, канали и брани, каков што е историскиот хидрауличен систем во Шуштар. Проектот отпочнал во времето на ахеменидскиот крал Дариј Велики (VI - V век п.н.е.), а е завршен многу подоцна, од група римски инженери заробени во впјна од сасанидскиот крал Шапур I (III век). Системот е прогласен за светско наследство на УНЕСКО како „ремек-дело на творечка генијалност“. Персијците го измислиле и канатот, кој претставува подземен аквадукт; од него се напојувале неколку од големите градини во тоа време.
1.3 Кина
Во древна Кина работеле хидротехничари Суншу Ао (VI век п.н.е.), Симен Бао (V век п.н.е.), Ду Ше (~ 31), Џанг Хенг (78 – 139) и Ма Ѓуен (200 – 265), додека во средниот век се истакнале Су Сунг (1020 – 1101) и Шен Куо (1031–1095). Ду Ше поставил воденичко тркало како погон за мев на висока печка за производство на лиено железо. Џан Хенг бил првиот во Кина кој ја искористил хидрауликата како движен погон за вртење на армиларна сфера наменета за астрономски набљудувања.
1.4 Шри Ланка
Хидрауличната техника била мошне развиена во кралствата Анурадапура и Попонарува на древна Шри Ланка. Тука, пред повеќе од две илјади години се откриени принципот отпуст водниот на притисокот за негово регулирање со кула или од јама. Кон I век се завршени големоразмерни мрежи за наводнување. Укрепениот град Сигирија имал хидраулични состави во големи и мали размери, за задоволување на домашни и земјоделските потреби, за површинско исцедување и контрола на ерозијата, украсни и разонодни водотеци и разладни системи. Во масивните карпи на тврдината и денес се гледаат резервоари за собирање на вода. Големоразмерни резервоари во стара Шри Ланка биле оној во Кала Вева, Паракрама Самудра, Тиса Вева и Минерија, своевремено изградени од разни кралеви.
1.5 Новини во Стариот Рим
Старите Римјани исползувале најразлични хидраулични системи за јавните водоводи преку аквадукти, воденици во производството, како и насочени текови за хидраулично рударство. Биле меѓу првите кои се служеле со сифонскиот метод за пренос на вода преку долини и го применувале во големоразмерно измивање на почвата за вадење на метални руди. Водоводите имале цевки олово кои ја спроведувале водата за домашни и јавни потреби како снабдувањето на бањите.
Хидрауличното рударство било доста застапено во златоносните полиња на северна Шпанија, освоена од Октавијан Август во 25 г. п.н.е. Еден од најголемите златни рудници бил Мас Медулас, до кој воделе барем 7 долги аквадукти, наслаги и ги отстранувале меките наслаги на земјиштето, а потоа ја промивале јаловината за да го одвојат златото.
2 Во новиот век (1600 – 1870)
2.1 Бенедето Кастели
Во 1619 г. Бенедето Кастели (1578 – 1643), ученик на Галилео Галилеј, го објавил делото „За мерењето на проточните води“ (''Della Misura dell'Acque Correnti''), со што ги удрил темелите на современата хидраулика. Кастели работел како главен советник на папата по хидраулични проекти, и од 1626 г. почнал да раководи со регулацијата на реките во Папската Држава.
2.2 Блез Паскал
Блез Паскал (1623–1662) ги изулувал хидродинамиката и хидростатиката, задржувајќи се на принципите на хидрауличните течности. Законитостите кои ги открил довеле до пронаоѓањето на хидрауличната преса од Џозеф Брама, што овозможило увеличување на силата и површината на работа од едно на друго место. Паскаловиот закон цели дека кај една ненабивлива течност во мирување, разликата во притисокот е правопропорционалан со висинската разлика, и дека оваа разлика останува иста без оглед на промената во притисокот на течноста со примена на надворешна сила. Ова значи дека принемувајќи сила на едно место, истата истовремено се накачува насекаде без загуба.
2.3 Жан Поазеј
Францускиот лекар Жан Поазеј (1797 – 1869) се занимавал со испитување на крвотокот во телото и открил важен закон, кој го опишува соодносот помеѓу проточноста со пречникот на (цевката) во која се движи течноста.
2.4 Во Британија
Неколку градови во Британија изградиле свои хидраулични погонски мрежи во XIX век, наменети за дигалки, претоварни справи, чекреци и сл. Меѓу првите осмислувачи на овие системи бил Џозеф Брама (1748–1814). Подоцна, Вилијам Армстронг (1810 – 1900) го усовршил преносот на ваквата енергија во индустриски размери. На пример, Лондонското претпријатие за хидрауличен погон (''London Hydraulic Power Company'') било крупен добавувач на енергија и имало свои цевководи во Западниот Крај, Сити и пристаништата, но постоече и помали добавувачи кои ги опслужувале само пристаништата или железничките товаришта.
3 Поврзано
* Бернулиев принцип
* Хидротехника
* Хидромеханика
* Хидродинамика
* Пневматика