유압학

Hydraulics
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수력학 및 기타[1] 연구
깊이가 균일한 오픈 채널.개방 채널 유압학에서는 균일한 흐름과 불균일한 흐름을 처리합니다.
에브라임 챔버스에 의해 편집된 "수압과 유체정역학 표", Cyclopédia 또는 유니버설 예술과 과학 사전, 1728, Vol. 1의 유압과 유체정역학 그림

수력학(그리스어: δααυλ greek greek greek)은 공학, 화학 및 액체의 기계적 특성과 사용에 관련된 다른 과학을 사용하는 기술과 응용 과학입니다.매우 기본적인 수준에서, 유압학은 기체와 관련된 공기학에서 액체로 대응합니다.유체 역학은 유체 특성을 이용한 응용 공학에 초점을 맞춘 유압학의 이론적 기반을 제공합니다.유체 동력 애플리케이션에서 유압은 가압된 액체를 사용하여 동력을 생성, 제어 및 전달하기 위해 사용됩니다.유압 주제는 과학의 일부 부분과 대부분의 엔지니어링 모듈에 걸쳐 있으며 파이프 흐름, 댐 설계, 유체 소자 및 유체 제어 회로와 같은 개념을 다룹니다.수력학의 원리는 혈관계와 발기성 [2][3]조직 내의 인체에서 자연적으로 사용된다.자유 표면 수력학은 하천, 운하, 호수, 하구 및 바다에서 발생하는 자유 표면 흐름을 다루는 수력학의 한 분야입니다.서브필드 오픈채널 플로우는 오픈채널 플로우를 조사합니다.

The word "hydraulics" originates from the Greek word ὑδραυλικός (hydraulikos) which in turn originates from ὕδωρ (hydor, Greek for water) and αὐλός (aulos, meaning pipe).[4]

역사

고대 및 중세 시대

물레방아

수력의 초기 사용은 메소포타미아 및 고대 이집트로 거슬러 올라가며, 기원전 6천년부터 관개가 사용되었고 기원전 2천년 초부터 물시계가 사용되었습니다.수력의 다른 초기 예로는 고대 페르시아의 카나트 시스템과 고대 중앙아시아의 투르판 수계가 있다.

페르시아 제국

페르시아 제국에서 페르시아인들은 슈타르 역사 수압 시스템으로 알려진 복잡한 물방앗간, 운하, 댐을 건설했다.아케메네스 왕 다리우스 대왕에 의해 시작되어 사산 왕 샤푸르 [5]1세에 의해 붙잡힌 로마 기술자들에 의해 완성된 이 프로젝트는 유네스코에 의해 "창의적 [5]천재들의 걸작"으로 칭해졌다.그들은 지하 수도인 카나트의 발명가이기도[6] 했다.이란의 크고 오래된 정원들 중 몇 개는 카나츠 [7]덕분에 관개되었다.

물레방아와 물레방아에 대한 최초의 증거는 기원전 [8]4세기 고대 근동, 특히 기원전 350년 이전의 페르시아 제국, 이라크, 이란,[9] [10]이집트 지역으로 거슬러 올라간다.

중국

고대 중국에는 손수아오(孫水 a, 기원전 6세기), 시먼바오(西門寶, 기원전 5세기), 두시(都西, 서기 31년경), 장형(張ng, 78~139년), 마준(馬 (, 200~265년)이 있었고, 중세 중국에는 손수아오(孫, 1020~11001101년)가 있었다.Du Shi는 주철을 생산하는 고로의 벨로즈를 작동시키기 위해 물레방아를 사용했습니다.장행은 천체를 [11][12]관측하기 위해 혼천구를 회전시키는 동력을 제공하기 위해 수력학을 최초로 사용했다.

스리랑카

Sigirya의 해자와 정원

고대 스리랑카에서는 고대 왕국 아누라다푸라와 폴론나루와에서 [13]수력학이 널리 사용되었다.물의 유출을 규제하는 밸브 타워(신할라어로 비소코투와)의 원리가 발견된 것은 2000여 년 [14]전 발명품이다.서기 1세기에는 여러 개의 대규모 관개 공사가 [15]완료되었다.스리랑카 Sigirya에는 국내 원예 및 농업 수요, 지표 배수 및 침식 제어, 관상 및 레크리에이션 워터 코스, 유지 구조물 및 냉각 시스템을 제공하기 위한 매크로 및 마이크로 유압 시설이 설치되었다.현장에 있는 거대한 바위에 있는 산호에는 물을 모으기 위한 저수조가 포함되어 있다.스리랑카의 거대한 고대 저수지는 칼라웨와(다투세나 왕), 파라크라마 사무드라(파라크라마 바후 왕), 티사 웨와(두투가무 왕), 민네리야(마하센 왕)이다.

그리스-로마 세계

고대 그리스에서 그리스인들은 정교한 물과 수력 시스템을 건설했다.예를 들어, 공공 계약 하에 유팔리노스에 의해 사모스, 유팔리노 터널의 물길을 건설한 것이 있습니다.아마도 유럽에서 가장 이른 유압 휠의 사용의 초기 예는 Perachora 휠입니다(기원전 [16]3세기).

그레코로만형 이집트에서는 크테시비우스(기원전 270년경)와 알렉산드리아의 영웅(기원전 1080년경)에 의한 최초의 유압 기계 오토마타의 건설이 눈에 띈다.히어로는 많은 로마 유적지에서 물을 올리고 [17]소방차에 사용된 것으로 알려진 강제 펌프와 같은 유압 동력을 사용하는 몇몇 작업 기계를 묘사한다.

서기 1세기 걸작 세고비아의 수도

로마 제국에서는 공공 급수, 무수한 수로, 물레방아를 이용한 전력, 수력 채굴 등 다양한 수력 응용 분야가 개발되었습니다.그들은 계곡을 가로질러 물을 나르기 위해 사이펀을 사용한 최초의 사람들 중 하나였으며, 금속 광석을 탐사하고 추출하기 위해 대규모 목재를 사용했다.그들은 보온병 [citation needed]공급과 같은 국내 및 공공 공급을 위한 배관 시스템에 납을 널리 사용했습니다.

수력 채굴은 기원전 25년 아우구스투스에 의해 정복된 스페인 북부의 금광에서 사용되었다.라스 메둘라스의 충적금 광산은 그들의 가장 큰 광산 중 하나였다.적어도 7개의 긴 수로가 그것을 작동시켰고, 그 물줄기는 부드러운 퇴적물을 잠식하기 위해 사용되었고, 그리고 귀중한 [18][19]금 함유량을 위해 꼬리를 씻기 위해 사용되었습니다.

아랍-이슬람 세계

이슬람 황금기와 아랍 농업 혁명(8-13세기) 기간 동안 이슬람 세계에서는 기술자들이 수력 발전뿐만 아니라 조력 발전,[20] 그리고 대규모 수력 공장 [21]단지들을 널리 사용했다.이슬람 세계에서는 충전 공장, 제분소, 제지 공장, 선체 공장, 제재소, 조선소, 우표 공장, 제철소, 제당소, 조수 공장 등 다양한 수력 산업 공장이 사용되었습니다.11세기까지, 알-안달루스와 북아프리카에서 중동과 [22]중앙아시아에 이르기까지 이슬람 세계의 모든 주에서 이러한 산업 공장이 가동되었습니다.이슬람 기술자들은 또한 수력 터빈을 사용하고, 물레방아와 양수기에 기어를 사용했으며, 댐을 수력원으로 사용하는 선구자적 역할을 했습니다. 댐은 물레방아와 [23]양수기에 추가 전력을 공급하기 위해 사용되었습니다.

알-자자리 (1136–1206)는 그의 저서 "The Book of Innitious Mechanical Devices"에서 물시계, 와인을 대접하는 장치, 강이나 웅덩이에서 물을 끌어올리는 5개의 장치를 포함한 50개의 장치에 대한 디자인을 설명했습니다.여기에는 저그가 부착된 엔드리스 벨트 및 힌지 [24]밸브가 있는 왕복 장치가 포함됩니다.

최초의 프로그램 가능한 기계는 이슬람 세계에서 개발된 수력 장치였다.프로그램 가능한 악기인 음악 시퀀서는 프로그램 가능한 기계의 가장 초기 형태였다.최초의 음악 시퀀서는 9세기에 [25][26]Banu Musa 형제에 의해 발명된 자동 수력 플루트 연주자로, 그들의 독창적인 장치 책에 기술되어 있다.1206년, 알-자자리는 수력으로 프로그램 가능한 오토마타/로봇을 발명했다.그는 프로그램 가능한 드럼 기계로 작동되는 드럼 연주자를 포함한 4명의 오토마톤 음악가를 묘사했는데, 그곳에서 그들은 다른 리듬과 다른 드럼 [27]패턴을 연주할 수 있었다.알-자자리가 발명한 수력 기계식 천문시계인 성시계는 최초의 프로그램 가능한 아날로그 [28][29][30]컴퓨터였다.

근대 (1600년 경~1870년)

베네데토 카스텔리

1619년 갈릴레오 갈릴레이의 제자 베네데토 카스텔리는 현대 유체역학의 기초 중 하나인 "Della Misura dell'Acque Correnti" 또는 "On the Measure of the Running Waters"라는 책을 출판했습니다.그는 1626년부터 [31]교황의 수력 프로젝트, 즉 교황령 내 하천 관리에 대한 수석 고문으로 일했다.

블레이즈 파스칼

블레이즈 파스칼 (1623–1662)은 유체 유체역학 및 유체정역학(hydroid dynamics)을 연구했으며, 유체의 원리에 초점을 맞췄다.유압학의 이면에 있는 이론에 대한 그의 발견은 그의 유압 프레스 발명으로 이어졌는데, 이것은 작은 영역에 작용하는 작은 힘을 더하여 더 넓은 영역에 걸쳐 총합하여 두 위치에서 동일한 압력(또는 압력의 정확한 변화)을 통해 전달되었습니다.파스칼의 법칙 또는 원리는 정지 상태의 비압축성 유체에 대해 압력의 차이는 높이의 차이에 비례하며, 이 차이는 외력을 가하여 유체의 전체 압력을 변화시키든 말든 동일하게 유지된다는 것이다.이는 밀폐된 유체의 어느 지점에서나 압력을 증가시킴으로써 용기의 모든 다른 쪽 끝에서 균등하게 증가한다는 것을 의미합니다. 즉, 유체의 어느 지점에서 가해지는 압력의 변화는 유체를 통해 감소되지 않고 전달됩니다.

장 레오나르 마리 푸아쥐

프랑스의 의사인 푸아세유 (1797–1869)는 몸을 통한 혈액의 흐름을 연구했고 흐름이 [32][citation needed]발생한 튜브의 직경으로 흐름 속도를 조절하는 중요한 법칙을 발견했습니다.

영국에서는

19세기에 몇몇 도시들은 리프트, 크레인, 캡스탠과 같은 기계들을 작동시키기 위해 도시 전체의 수력 발전망을 개발했다.조셉 브라마[33](1748–1814)는 초기 혁신가였고 윌리엄[34] 암스트롱(1810–1900)은 산업 규모의 동력 전달 장치를 완성했습니다.런던에서는 런던 수력 발전[35] 회사가 런던 웨스트 엔드, 시티 및 부두의 대부분을 서비스하는 주요 공급 회사였지만, 부두나 철도 상품 야드와 같은 단일 기업으로 제한되는 계획이 있었습니다.

유압 모델

학생들이 유압학의 기본 원리를 이해한 후, 일부 교사들은 학생들이 다른 것들을 배우도록 돕기 위해 유압 유추를 사용합니다.예를 들어 다음과 같습니다.

  • Moniac Computer는 학생들이 경제에 대해 배울 수 있도록 유압 부품을 통해 흐르는 물을 사용합니다.
  • 열-유압 유추는 학생들이 열 회로에 대해 배우는 데 도움이 되는 유압 원리를 사용합니다.
  • 전자-유압 유추는 학생들이 전자공학에 대해 배울 수 있도록 유압 원리를 사용합니다.

유체 압축성과 결합된 질량 요구사항의 보존은 다음과 [36]같이 압력, 유체 흐름 및 체적 팽창 사이의 기본적인 관계를 산출합니다.

압축할 수 없는 유체 또는 포함된 유체 부피에 대한 압축성의 "매우 큰" 비율을 가정할 때, 압력 상승 속도가 제한적이면 수집된 유체 부피로 유입되는 모든 순 흐름이 체적 변화를 일으킬 필요가 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

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레퍼런스

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외부 링크

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