Comment faire une Turbine Hydroélectrique Pelton - Partie 1 (Mai 2024)
Noria, dispositif mécanique pour exploiter l'énergie du courant ou chute d' eau au moyen d'un ensemble de palettes monté autour d' une roue. La force de l'eau en mouvement est exercée contre les palettes, et la rotation conséquente de la roue est transmise aux machines via l'arbre de la roue. La roue hydraulique était peut-être la première source d'énergie mécanique pour remplacer celle des humains et des animaux, et elle a d'abord été exploitée pour des tâches telles que l'élévation de l'eau, le remplissage du tissu et la mouture des grains.
conversion d'énergie: Waterwheels
Les premières machines étaient des roues hydrauliques, d'abord utilisées pour moudre le grain. Ils ont ensuite été adoptés pour conduire des scieries et des pompes,
Un bref traitement des roues hydrauliques suit. Pour un traitement complet, voir la conversion d'énergie: Waterwheels.
La combinaison de la roue hydraulique et de la tringlerie de transmission, y compris souvent les engrenages, était du Moyen Âge généralement désignée comme moulin. Des trois types distincts de moulins à eau, le plus simple et probablement le plus ancien était une roue verticale à palettes sur laquelle agissait la force du ruisseau. Ensuite, la roue horizontale utilisée pour entraîner une meule à travers un arbre vertical attaché directement à la roue. Le troisième était le broyeur à engrenages entraîné par une roue hydraulique verticale avec un arbre horizontal. Cela nécessitait plus de connaissances et de compétences en ingénierie que les deux premiers, mais son potentiel était beaucoup plus important. Les roues hydrauliques verticales se distinguaient également par l'emplacement du contact de l'eau avec la roue: premièrement, la roue inférieure; deuxièmement, la roue du sein; et troisièmement, la roue de dépassement. Ces roues hydrauliques utilisaient généralement l'énergie des ruisseaux en mouvement, mais les moulins à marée sont également apparus au 11ème siècle.
Chaque type de moulin avait ses avantages et ses inconvénients particuliers. On sait relativement peu de choses sur leur évolution avant le Moyen Âge, mais certaines de leurs caractéristiques suggèrent un ordre d'apparition dans le contexte de la complexité de la construction et des possibilités d'utilisation.
La roue verticale simple nécessitait peu de structure supplémentaire, mais la force et le taux de prise de force dépendaient des caractéristiques du courant et du diamètre de la roue. Étant donné que le changement de direction de la puissance n'était pas impliqué, cette roue s'est avérée très utile pour élever l'eau, en utilisant, par exemple, une chaîne de pots travaillés par un entraînement par chaîne.
Le moulin à roues horizontales (parfois appelé moulin nordique ou grec) nécessitait également peu de construction auxiliaire, mais il convenait au broyage car la meule supérieure était fixée sur l'arbre vertical. Cependant, le broyeur ne pouvait être utilisé que lorsque le flux de courant était adapté au broyage.
Le broyeur à roues verticales à engrenages était plus polyvalent. La construction était relativement simple si la roue était du type sous-jacent, car les palettes de roue pouvaient simplement être plongées dans le flux du cours d'eau, qu'il s'agisse d'une rivière, d'une marée ou d'une meunerie artificielle. Un mécanicien pourrait choisir son rapport d'engrenage pour faire correspondre l'utilisation de la puissance avec le débit d'écoulement, et la roue pourrait être montée dans un arc de pont ou sur une barge ancrée au milieu du cours d'eau. Vitruve a décrit la première roue verticale à engrenages pour laquelle nous avons de bonnes preuves. Ce moulin est également d'une importance majeure car il a été la première application d'engrenages à utiliser une puissance autre que musculaire. Ce moulin avait une roue sous-jacente et, contrairement aux roues de poitrine ou de dépassement, il n'utilisait pas le poids de l'eau qui tombait.
Les moulins à roue dentée et à roue dentée nécessitaient plus de construction auxiliaire, mais ils permettaient l'exploitation la plus généralisée de l'énergie hydraulique disponible. Un problème majeur de construction a été de localiser un moulin où la chute d'eau serait adaptée au diamètre souhaité de la roue. On pourrait utiliser soit une longue millrace en amont, soit un barrage.
On connaît peu les détails du développement des engrenages entre l'époque de Vitruve et le XIIe siècle. Une installation exceptionnelle était le moulin à grains de Barbegal, près d'Arles, en France, qui avait 16 roues dépassées en cascade, chacune de 7 pieds (2 mètres) de diamètre, avec des engrenages en bois. On estime que ce moulin pourrait répondre aux besoins d'une population de 80 000 habitants.
Même si le moulin à engrenages hautement adaptable, avec ses conditions de débit largement diversifiées, était utilisé dans l'Empire romain, les preuves historiques suggèrent que ses conséquences industrielles les plus dramatiques se sont produites au Moyen Âge en Europe occidentale. Après le XIIIe siècle, la roue hydraulique dépassée semble être devenue plus courante que la roue inférieure.
Le moulin à engrenages du Moyen Âge était en fait un mécanisme général d'utilisation de l'énergie. La puissance d'un moulin à chevaux ou à bétail était faible par rapport à celle des roues hydrauliques dépassées, qui généraient généralement de deux à cinq chevaux.
