물레방아

물레방아는 물레방아에서 흐르는 물이나 떨어지는 물의 에너지를 유용한 동력 형태로 변환하는 기계이다.워터 휠은 휠(일반적으로 나무 또는 금속으로 구성됨)로 구성되며, 외측 림에 다수의 블레이드 또는 버킷이 배치되어 주행 차량을 형성합니다.물레방아들은 20세기까지 여전히 상업적으로 잘 사용되었지만 더 이상 일반적으로 사용되지 않는다.제분용으로는 제분용 밀가루, 제지용 펄프로 목재 분쇄, 단철 가공, 광석 분쇄 및 섬유 분쇄가 포함됩니다.

어떤 물레방아들은 흐르는 물줄기가 막힐 때 형성되는 방앗간 연못의 물로 공급된다.물레방아에서 흘러내리는 물의 수로는 밀 레이스라고 불린다.물레방아 연못에서 물레방아로 물을 나르는 레이스는 헤드레이스이며, 바퀴를 떠난 후 물을 나르는 레이스를 ^[1]흔히 테일레이스라고 합니다.

물레방아는 그리스, 로마, 중국, 인도를 아우르는 고대 문명에서 농업에서 야금까지 다양한 목적으로 사용되었다.물레방아는 유럽의 중세 시대와 이슬람 황금 시대와 같은 후기 고전 시대에도 계속 사용되었지만 다른 곳에서도 계속 사용되었습니다.18세기 중후반 존 스미톤의 물레방아에 대한 과학적 연구는 산업혁명에 필요한 ^[2][3]전력을 공급하는 효율의 큰 증가를 이끌었다.1827년 첫 번째 ^[3]모델을 시작으로, Beno fourt Fourneyron이 개발한 더 작고, 덜 비싸고, 더 효율적인 터빈으로 물레방아를 대체하기 시작했다.터빈은 실용적인 크기의 물레방아 능력을 초과하는 높은 헤드 또는 고도를 처리할 수 있습니다.

물레방아에서 가장 큰 어려움은 흐르는 물에 의존하여 물레방아 위치를 제한한다는 것입니다.현대의 수력 발전 댐은 물이 내리막으로 움직이는 것을 이용하기 때문에 수차의 후예로 볼 수 있다.

종류들

워터휠은 두 가지 기본 ^[4]설계가 있습니다.

• 수직 차축이 있는 수평 휠 또는
• 수평 차축이 있는 수직 바퀴

후자는 물이 휠에 닿는 위치에 따라 백샷(피치백^[5]) 오버샷, 가슴샷, 언더샷 및 스트림 휠로 ^[6][7][8]세분할 수 있습니다.언더샷이라는 용어는 물이 휠^[9] 아래를 통과하는 모든 휠을 가리킬 수 있지만, 일반적으로 휠에서 수분이 낮게 유입된다는 것을 의미합니다.

오버샷 및 백샷 워터휠은 일반적으로 사용 가능한 높이 차이가 몇 미터 이상일 때 사용됩니다.가슴 샷 휠은 헤드가 적당한 큰 흐름에 더 적합합니다.언더샷 및 스트림 휠은 헤드가 거의 없거나 전혀 없는 상태에서 큰 흐름을 사용합니다.

종종 물과 에너지를 저장하기 위한 저장고인 관련 제분소가 있습니다.헤드가 클수록 같은 양의 물에 대한 중력 위치 에너지가 더 많이 저장되므로 오버샷 및 백샷 휠의 저장공간이 가슴 샷 휠의 저장공간보다 더 작은 경향이 있습니다.

오버샷 및 피치백 워터 휠은 높이 차이가 2m(6.5ft) 이상인 작은 흐름이 있는 경우에 적합하며, 종종 작은 탱크와 관련이 있습니다.흉탄 및 언더샷 휠은 하천이나 대규모 저장소가 있는 대량의 흐름에서 사용할 수 있습니다.

타입의 개요

수직축은 욕조 또는 북유럽 밀이라고도 합니다. 수직 축이 있는 수평 휠 제트의 물이 차축에 장착된 블레이드에 부딪힙니다. 구동면 – 블레이드 물 – 저용량, 고헤드 효율성 – 낮음
스트림(자유 표면이라고도 함)배의 바퀴는 물레방아의 일종이다. 수평 액슬이 있는 수직 휠 휠의 바닥이 흐르는 물에 들어갑니다. 주행 표면 – 블레이드 – 18세기 이전에 평평하고 이후 굽음 물 – 대용량, 헤드 없음 효율성 – 18세기 이전에는 약 20%, 이후에는 50~60%
언더샷 수평 액슬이 있는 수직 휠 물이 휠을 낮게 때립니다(일반적으로 하단 쿼터). 주행 표면 – 블레이드 – 18세기 이전에 평평하고 이후 굽음 물 – 대용량, 낮은 헤드 효율성 – 18세기 이전에는 약 20%, 이후에는 50~60%
가슴샷 수평 액슬이 있는 수직 휠 물은 대략 중앙의 바퀴에 부딪히는데, 일반적으로 높이의 4분의 1에서 4분의 3 사이입니다. 물이 부드럽게 들어갈 수 있도록 조심스럽게 형성된 구동면(양동이) 물 – 대용량, 적당한 헤드 효율성 – 50~60%
오버샷 수평 액슬이 있는 수직 휠 물이 휠 상단 부근과 차축 앞에 부딪혀 헤드 레이스에서 방향을 돌립니다. 주행면 – 버킷 물 – 적은 부피, 큰 헤드 효율성 – 80 ~90 %
백샷(피치백이라고도 함) 수평 액슬이 있는 수직 휠 물이 휠 상단 부근과 액슬 앞에 부딪혀 헤드레이스 쪽으로 되돌아갑니다. 주행면 – 버킷 물 – 적은 부피, 큰 헤드 효율성 – 80 ~90 %

수직축

차축이 수직인 수평 휠.

흔히 욕조 바퀴, 북유럽 제분소 또는 그리스 ^[10][11]제분소라고 불리는 수평 바퀴는 현대 터빈의 원시적이고 비효율적인 형태이다.단, 필요한 전력을 공급할 경우 효율성은 두 번째로 중요합니다.통상, 작업 플로어 아래의 제분소 건물내에 설치되어 있습니다.물 제트가 물레방아의 패들로 향해서 물레방아를 틀게 합니다.이는 일반적으로 물 휠의 수직 축이 ^{[citation needed]}밀의 구동 스핀들이 되도록 기어가 없는 단순한 시스템입니다.

개울.

물레방아란^[6][12] 물레방아 바닥의 노나 날개에 부딪혀 물에 의해 회전되는 수직으로 장착된 물레방아입니다.이 타입의 물레방아는 가장 오래된 타입의 수평축 ^{[citation needed]}바퀴입니다.물이 밀레이스나 바퀴 ^{[citation needed]}구멍에 의해 제한되지 않기 때문에 그들은 또한 자유 표면 바퀴로 알려져 있다.

스트림 휠은 다른 유형의 휠에 비해 가격이 저렴하고 제작이 간편하며 환경에 미치는 영향이 적습니다.그것들은 강의 큰 변화를 구성하지는 않는다.단점은 효율이 낮다는 것입니다.즉, 전력량이 적어 유량이 충분한 경우에만 사용할 수 있습니다.전형적인 플랫보드 언더샷 휠은 18세기 ^[13]영국의 토목기술자 존 스미톤에 의해 측정된 바와 같이 바퀴에 부딪히는 물의 흐름에서 약 20%의 에너지를 사용합니다.최신 휠이 많을수록 효율이 높아집니다.

스트림 휠은 수위 차이인 헤드로부터 거의 또는 전혀 이점을 얻지 못합니다.

플로팅 플랫폼에 장착된 스트림 휠은 종종 힙 휠, 제분소는 선박 밀이라고 합니다.교각의 흐름 제한으로 인해 ^{[citation needed]}물살이 빨라진 교각 바로 하류에 설치되기도 했다.

역사적으로 그것들은 매우 비효율적이었지만 18세기에 ^[14]큰 발전이 있었다.

언더샷 휠

언더샷 휠은 수평 차축이 있는 수직으로 장착된 물레방아로, 하단 쿼터의 바퀴에 부딪히는 낮은 보에서 물에 의해 회전합니다.대부분의 에너지 이득은 물의 움직임에서 발생하며 머리에서 얻는 것은 비교적 적다.작동 및 디자인은 스트림 휠과 유사합니다.

언더샷이라는 용어는 관련이 있지만 다음과 같은 다른 의미로 사용될 수 있습니다.

• 물이^[15] 바퀴 밑으로 지나가는 모든 바퀴
• 물이 바닥 쿼터에 들어가는 바퀴.
• 노를 개울물에 넣는 바퀴위의 ^[16][12]스트림을 참조하십시오.

이것은 가장 오래된 종류의 수직 물레방아입니다.

가슴 샷 휠

'가슴샷'이라는 단어는 다양한 의미로 쓰인다.일부 저자는 10시 방향에서 물이 들어오는 바퀴로 용어를 제한하고,^[17] 다른 저자는 9시 방향의 높이로 용어를 제한한다.이 기사에서는 물이 유입되는 휠(일반적으로 중간 절반)의 하단과 상단의 훨씬 아래에 있는 휠에 사용됩니다.

그 특징은 다음과 같습니다.

• 물이 들어올 때 난기류를 최소화하기 위해 조심스럽게 만들어진 양동이
• 물이 들어갈 때 공기가 빠져나갈 수 있도록 측면에 구멍이 있는 통
• 양동이가 아래로 나아갈 때 양동이의 물을 저장하는 데 도움이 되는 바퀴면에 밀접하게 일치하는 석조 건물

운동 에너지(이동)와 전위 에너지(키와 체중)가 모두 사용된다.

휠과 석조 구조물 사이의 간격이 좁기 때문에 가슴 샷 휠에는 휠과 에이프런 사이에 이물질이 끼여 심각한 손상을 일으킬 수 있는 것을 방지하기 위해 양호한 쓰레기 랙(영어로 스크린)이 있어야 합니다.

가슴샷 휠은 오버샷 휠 및 백샷 휠보다 효율은 떨어지지만 높은 유속과 결과적으로 높은 출력을 처리할 수 있습니다.북미 동부 해안의 폴 라인에서 볼 수 있는 등 안정적이고 대량의 흐름에 적합합니다.가슴 샷 휠은 미국에서^{[citation needed]} 가장 흔한 유형으로 산업혁명을 ^[14]추진했다고 알려져 있다.

오버샷 휠

수직으로 설치된 물레방아에서 물이 양동이에 들어가 회전하는 물레방아에서는 오버샷이라고 합니다.이 용어는 때때로 물이 휠 뒤로 내려가는 백샷 휠에 잘못 적용되기도 합니다.

일반적인 오버샷 휠의 경우 물이 상부 휠과 액슬의 약간 위로 흐릅니다.물은 바퀴의 저 쪽에 있는 양동이에 모이고, 다른 "빈" 쪽보다 무거워집니다.무게가 바퀴를 회전시키고 바퀴가 양동이를 뒤집을 정도로 회전하면 물이 꼬리물 속으로 흐릅니다.오버샷 설계는 매우 효율적이며 ^[18]90%를 달성할 수 있으며 빠른 흐름이 필요하지 않습니다.

바퀴에 들어가는 물의 운동 에너지에 의해 약간의 기여가 있을 수 있지만, 거의 모든 에너지는 테일레이스로 내려가는 물의 무게에서 얻어진다.다른 타입의 바퀴보다 큰 헤드에 적합하기 때문에 언덕이 많은 나라에 매우 적합합니다.그러나 맨 섬에서 가장 큰 물레방아인 락시 휠도 약 30m(100ft)의 헤드만 사용합니다.세계에서 가장 큰 헤드 터빈인 스위스의 비우드론 수력 발전소는 약 1,869m(6,132ft)를 사용한다.

오버샷 휠은 다른 유형의 휠에 비해 큰 헤드가 필요하며, 이는 일반적으로 헤드레이스 구성에 상당한 투자를 의미합니다.때로는 물이 바퀴에 최종 접근하는 방법이 플룸이나 펜스톡을 따라가는 경우가 있는데, 이는 긴 길이일 수 있습니다.

백샷 휠

백샷 휠(피치백이라고도 함)은 다양한 오버샷 휠로, 물이 휠 꼭대기 직전에 유입됩니다.많은 경우 바퀴의 바닥이 미로의 물과 같은 방향으로 움직이기 때문에 효율이 향상됩니다.또한 수위가 휠 바닥으로 잠길 수 있는 홍수 상황에서 오버샷 휠보다 성능이 우수합니다.휠 피트의 물이 휠 위로 상당히 높게 상승할 때까지 계속 회전합니다.이를 통해 흐름의 큰 변화가 발생하는 스트림에 특히 적합하며 테일레이스의 크기, 복잡성 및 비용을 줄일 수 있습니다.

백샷 휠의 회전 방향은 가슴샷 휠의 회전 방향과 동일하지만 다른 측면에서는 오버샷 휠과 매우 유사합니다.이하를 참조해 주세요.

하이브리드

오버샷 및 백샷

일부 휠은 상단에서 오버샷되고 하단에서 백샷되므로 두 유형의 최고의 기능이 결합될 수 있습니다.사진은 영국 Devon에 있는 Finch Foundry의 한 예입니다.헤드 레이스는 오버헤드 목재 구조이며, 왼쪽의 나뭇가지가 바퀴에 물을 공급합니다.물은 수레바퀴 밑에서 다시 개울로 빠져나간다.

리버서블

오버샷/백샷 휠의 특수 유형은 리버서블 워터 휠입니다.이것은 물이 어느 쪽으로 향하느냐에 따라 어느 쪽으로 향할 수 있도록 반대 방향으로 흐르는 두 세트의 날개 또는 양동이입니다.광산업에서는 다양한 광석 수송수단에 동력을 공급하기 위해 가역 바퀴가 사용되었다.바퀴의 방향을 바꿈으로써 광석 배럴이나 바구니를 축이나 경사면에서 올리거나 내릴 수 있었다.바퀴의 축에는 보통 케이블 드럼이나 체인 바스켓이 있었다.휠을 정지시킬 수 있는 제동 장비(브레이크 휠이라고 함)가 휠에 있어야 합니다.가장 오래된 것으로 알려진 물레방아 그림은 게오르기우스 아그리콜라가 그린 것으로 1556년으로 거슬러 올라간다.

역사

모든 기계와 마찬가지로 회전운동은 물받이 장치에서 진동하는 ^[19]장치보다 효율적입니다.동력원으로 볼 때 물레방아는 각각 동물력 또는 수류 자체에 의해 회전할 수 있다.물레방아에는 수직 또는 수평 차축이 장착된 두 가지 기본 디자인이 있습니다.후자의 유형은 물이 휠 패들에 닿는 위치에 따라 오버샷, 가슴샷 및 언더샷 휠로 세분할 수 있습니다.물레방아의 두 가지 주요 기능은 역사적으로 관개용 물레방아와 제분, 특히 곡물의 물레방아였다.수평축 밀의 경우 동력 전달을 위해 기어 시스템이 필요한데, 수직축 밀은 이 시스템이 필요하지 않습니다.

중국

지렛대처럼 작동하는 최초의 물레방아는 전국시대 후기(기원전 476-221년)에 장자에 의해 기술되었다.물레방아는 기원전 ^[20]5세기에 공자의 제자 지공에 의해 발명되었다고 합니다.적어도 서기 1세기까지, 동한의 중국인들은 물레방아로 제분소에서 곡식을 분쇄하고 피스톤 동료를 동력으로 하여 철광석을 주철로 만들었다.

서기 20년 경 환탄에 의해 쓰여진 신륜(新 written)이라고 알려진 문헌에는 전설의 왕 푸시(福 was)가 틸트 망치와 트립 망치로 진화한 절굿공이와 절구에 책임이 있다고 쓰여 있다.저자가 신화적인 Fu Xi에 대해 언급하고 있지만, 그의 글의 한 구절은 물레방아가 서기 1세기에 중국에서 널리 사용되었음을 암시한다(Wade-Giles 철자:

복사는 매우 유용한 절굿공이와 절구를 발명했고, 그 후 몸 전체의 무게가 틸트 망치를 밟는 데 사용될 수 있도록 교묘하게 개량하여 효율을 10배 향상시켰다.그 후 당나귀, 노새, 황소, 말 등 동물의 힘이 기계로 작용하고 수력은 두들겨 패는 데 너무 많이 사용돼 이익이 100배 ^[21]증가했다.

서기 31년, 기술자 겸 난양현장인 두시(Du Shi, d. 38)는 물레방아와 기계를 복합적으로 사용하여 용광로의 벨로우에 전력을 공급하여 주철을 만들었습니다.후한서(후한서)에는 두시가 다음과 같이 간략하게 언급되어 있다(Wade-Giles 철자).

천무(天武) 7년(31년)에 도사는 난양(南陽)현으로 임명되었다.그는 관대한 사람이었고 그의 정책은 평화로웠다. 그는 악당들을 처치하고 위엄을 확립했다.계획을 잘 세운 그는 서민들을 사랑했고 그들의 노동력을 절약하고 싶었다.그는 농기구를 주조하기 위한 수력 왕복기를 발명했다.제련과 주물을 하는 사람들은 이미 숯불을 피우는 밀봉을 가지고 있었고, 이제는 물의 급류를 이용하여 그것을 작동시키도록 지시받았습니다.그래서 사람들은 적은 노동으로 큰 이익을 얻었다.그들은 '물(동력) 풀무'가 편리하다는 것을 알고 그것을 ^[22]널리 채택했다.

중국의 물레방아들은 이와 같은 실용적인 용도뿐만 아니라 비범한 용도도 발견했어요.중국의 발명가 장형(78–139)은 역사상 최초로 물레방아로 ^[23]혼천의 천문기구를 회전시키는 데 동력을 가했다.조위 출신의 기계 기술자 마준 (200–265년)은 한때 위 r.명제 (226–239)^[24]를 위해 큰 기계 인형극장을 가동하고 작동시키기 위해 물레방아를 사용했다.

서양 세계

그리스-로마 세계

고대 그리스인들은 독립적으로 물레방아를 발명했고 물 제분 ^[25]응용을 포함하여 위에서 설명한 거의 모든 형태와 기능에 그것을 사용했다.기술적 발전은 기원전 3세기에서 ^[26]1세기 사이에 기술적으로 발달한 헬레니즘 시대에 일어났다.

수상 리프팅

컴파트먼트 워터 휠은 바디(라틴 팀파넘)가 컴파트먼트된 휠과 테두리가 컴파트먼트된 휠 또는 별도의 컨테이너가 ^[19]부착된 림의 두 가지 기본 형태가 있습니다.바퀴는 바깥을 밟는 사람에 의해 회전되거나 사키아 ^[27]기어로 동물에 의해 회전될 수 있다.고막은 배출능력이 크지만 물을 자신의 반지름 높이 이하로 들어올릴 수 ^[27]있어 회전 시 큰 토크가 필요했다.이러한 구조상의 결함은 리프트가 ^[28]높고 덜 무거운 디자인인 컴파트먼트 림의 휠에 의해 극복되었습니다.

물로 움직이는 칸막이가 있는 바퀴에 대한 최초의 문학적인 언급은 그리스의 기술자 비잔티움의 필로(기원전 ^[29]280-220년 경)의 기술 논문인 공압(Poemica) (61)에 나와 있다.필로는 그의 파라세우스티카(91.43-44)에서 적의 ^[30]침수에 대한 방어책으로 공성 기뢰를 잠그는 데 이러한 바퀴를 사용하는 것을 조언한다.칸막이가 있는 바퀴는 프톨레마이오스 4세 ^[30](기원전 221-205년)의 통치 기간 동안 알렉산드리아의 건조한 도크에서 물을 빼내기 위한 선택 수단이었던 것으로 보인다.기원전 3세기에서 2세기의 몇몇 그리스 파피리는 이 바퀴의 사용을 언급하지만,^[30] 더 이상의 자세한 내용은 언급하지 않습니다.알렉산더가 정복하기 전 고대 근동에 그 장치가 존재하지 않았던 것은 관개 ^{[31][failed verification][32][33][34]}관행에 관한 풍부한 동양 도상학이 뚜렷이 부재한 데서 추론할 수 있다.하지만 그 시대의 다른 양수기와 펌프와는 달리, 칸막이가 있는 바퀴의 발명은 어떤 특정한 헬레니즘 기술자로도 추적할 수 없으며, 기원전 4세기 후반에 알렉산드리아의 ^[35]수도에서 떨어진 시골 맥락에서 만들어졌을 수도 있다.

칸막이가 있는 바퀴의 가장 오래된 묘사는 기원전 2세기 이집트의 프톨레마이오스 시대의 무덤 그림이다.이 사진에는 처음으로 확인된 사키아 기어를 통해 바퀴를 움직이는 한 쌍의 황소도 나와 있습니다.^[36]그리스의 사키아 기어 시스템은 이미 "현대 이집트의 장치들은 사실상 동일하다"^[36]고 할 정도로 완전히 발달되어 있다.당시 가장 활발한 그리스 연구 센터였던 알렉산드리아 박물관의 과학자들이 그 ^[37]발명에 관여했을 것으로 추정된다.기원전 48년 알렉산드리아 전쟁의 일화는 시저의 적들이 어떻게 높은 곳에서 갇힌 ^[38]로마인들의 위치에 바닷물을 붓기 위해 장착된 물레방아를 사용했는지에 대해 이야기한다.

서기 300년경, 나무 칸이 열린 틀의 바퀴 ^[35]바깥에 묶여 있는 값싼 도자기 냄비로 대체되면서 노리아는 마침내 도입되었다.

로마인들은 오늘날의 스페인 같은 곳에서 발견된 로마 시대의 거대한 물레방아로 광산에서 물레방아를 광범위하게 사용했다.그것들은 깊은 지하 ^{[citation needed]}갱도를 탈수하기 위해 고안된 역 오버샷 물레방아였다.비트루비우스는 역오버샷 물레방아 및 아르키메데아 나사를 포함한 여러 장치를 설명한다.많은 것들이 스페인 리오 틴토의 구리 광산에서 현대 채굴 중에 발견되었는데, 이 중 16개의 바퀴가 광산에서 80피트 정도 물을 끌어올리기 위해 서로 겹쳐 쌓은 시스템이다.이러한 바퀴의 일부는 1930년대 잠시 광산이 다시 열렸을 때 웨일즈 남부의 로마 금광인 Dolaucothi에서 발견되었다.그것은 표면에서 약 160피트 아래에 발견되었으므로, 리오 틴토에서 발견된 것과 유사한 배열의 일부였을 것이다.그것은 최근에 약 90년 전의 탄소였고, 그것이 만들어진 목재는 깊은 광산보다 훨씬 오래되었기 때문에, 깊은 작업이 약 30년에서 50년 후에 작동했을 가능성이 있다.멀리 떨어진 곳의 밀폐된 지하 갤러리에서 발견된 이러한 배수 바퀴의 예에서 볼 수 있듯이, 건물 물레방아, 그리고 그러한 수직 물레방아들은 일반적으로 산업 목적으로 사용된다.

워터밀링

그리스의 기술자인 페르제의 아폴로니우스의 작품에서 간접적인 증거를 고려하여, 영국의 기술사학자 M.J.T. 루이스는 수직축 물레방아 출현 시기를 기원전 3세기 초로, 수평축 물레방아 출현 시기를 기원전 240년경으로 추정하며,^[39] 비잔티움과 알렉산드리아가 발명의 주역이었다.그리스의 지리학자 스트라본(기원전 64년경-)에 의해 물레방아에 대해 보고되었다.서기 24년)은 기원전 71년 이전에 폰티안 왕 미트라다테스 6세 유파토르의 궁전에 존재했다고 추정되지만, 정확한 구조는 본문(XII, 3, 30 C556)^[40]에서 수집될 수 없다.

기어드 물레방아에 대한 최초의 명확한 설명은 사키아 기어 시스템이 ^[41]물레방아에 적용되었다고 말하는 기원전 1세기 후반의 로마 건축가 비트루비우스를 제공한다.비트루비우스의 설명은 물레방아가 어떻게 생겨났는지, 즉 치형 기어와 물레방아라는 별개의 그리스 발명품을 수력을 ^[42]이용하기 위한 하나의 효과적인 기계 시스템에 결합함으로써, 그것이 어떻게 생겨났는지를 보여준다는 점에서 특히 가치가 있다.비트루비우스의 물레방아는 흐르는 물의 속도에 의해 노가 구동될 수 있도록 그것의 아래쪽 끝을 수로에 담그는 것으로 묘사된다.^[43]

이와 동시에 오버샷 휠은 테살로니카의 안티파테르의 시에 처음으로 등장하며, 이 시는 이 휠을 노동절약 장치로 칭송한다(IX, 418.4–6).^[44]루크레티우스(기원전 99-55년 경)도 물레방아의 회전을 강체 위의 별들의 움직임(V 516)^[45]에 비유했다.세 번째 수평축 유형인 가슴받이 물레방아는 AD ^[46]2세기 후반 갈리아 중부에서 고고학적 증거가 되었다.발굴된 로마의 물레방아들은 대부분 이 바퀴 중 하나를 가지고 있었는데, 이 바퀴는 조립이 더 복잡하긴 하지만 수직 축 ^[47]물레방아보다 훨씬 더 효율적이었습니다.AD 2세기 바비큐갈 물레방아 단지에서 16개의 오버샷 휠이 "고대 세계에서 가장 잘 알려진 기계적 힘의 집중"^[48]이라고 일컬어지는 원형 산업 곡물 공장인 인공 수로에 의해 공급되었습니다.

로마 북아프리카에서는 약 300년 경에 물이 차 있는 원형 샤프트의 바닥에 각진 날을 장착한 수직 축 물레방아 장치가 여러 개 발견되었다.구덩이에 접선 방향으로 들어간 방앗간 경주의 물은 완전히 물에 잠긴 바퀴가 지금까지 ^[49]알려진 가장 오래된 진정한 수력 터빈처럼 작동하게 만드는 소용돌이 물기둥을 만들었습니다.

내비게이션

제분 및 양수 작업 외에도 고대 기술자들은 노가 달린 물레방아를 자동차와 내비게이션에 적용했다.비트루비우스(X 9.5–7)는 선박 주행 기록계로서 작동하는 다중 기어 패들 휠을 설명하며, 이는 가장 초기의 것입니다.추진 수단으로 패들 휠에 대한 첫 번째 언급은 익명의 로마 작가가 황소 구동 패들 휠 ^[50]군함을 묘사한 4-5세기 군사 논문인 De Rebus Belicis (17장)에서 인용되었다.

중세 초기 유럽

고대 물레방아 기술은 중세 초기에도 수그러들지 않고 지속되어 법전, 수도원 헌장 등 새로운 다큐멘터리 장르의 출현과 함께 물레방아와 ^[51]바퀴에 대한 언급이 급격히 증가했다.

조수차에서 가장 초기의 수직 바퀴는 아일랜드 ^[52]워터포드 근처의 6세기 킬로테란에서 온 것이고, 이러한 유형의 제분소에서 가장 먼저 알려진 수평 바퀴는 아일랜드 리틀 아일랜드에서 온 것이다(630년경).^[53]일반적인 북유럽이나 그리스 방앗간에서의 사용에 관해서는, 가장 오래된 것으로 알려진 수평 바퀴가 아일랜드 발리킬렌에서 발굴되었는데, 그 ^[53]연대는 636년으로 거슬러 올라간다.

조력에 의해 구동되는 최초의 발굴된 물레방아는 북아일랜드의 넨드럼 수도원 방앗간으로, 787년으로 거슬러 올라가지만, 이보다 앞선 방앗간은 619년으로 거슬러 올라간다.유럽과 미국의 조수 범위가 좋은 강어귀에서 일반적으로 언더샷 휠을 사용하여 조수 방앗간은 흔해졌다.

특히, 시토회 수도원들은 많은 종류의 물레방아에 동력을 공급하기 위해 물레방아를 광범위하게 사용했다.매우 큰 물레방아의 초기 예는 13세기 초 스페인의 아라곤 지역에 있는 시토회 수도원인 Real Monplicio de Nuestra Senora de Ruea에 있는 여전히 현존하는 물레방아입니다.의심할 여지 없이 옥수수용 제분소가 가장 흔했지만, 다른 많은 노동 집약적인 작업을 수행하기 위한 제재소, 충전소, 제분소도 있었다.수차는 산업혁명이 일어나도 증기기관과의 경쟁력을 유지하였다.8세기에서 10세기경, 스페인에 많은 관개 기술이 도입되어 유럽에 소개되었다.그 기술 중 하나가 노리아로, 기본적으로 물을 들어올리기 위한 주변기기에 양동이를 장착한 바퀴입니다.이 문서의 뒷부분에서 언급하는 언더샷 워터휠과 유사합니다.그것은 농부들이 물레방아에 더 효율적으로 동력을 공급할 수 있게 해주었다.토마스 글릭의 책인 중세 발렌시아의 관개와 사회에 따르면, 노리아는 아마도 페르시아 어딘가에서 유래했을 것이다.그것은 이 기술이 로마에서 채택한 아랍인들에 의해 스페인으로 들여오기 전까지 수 세기 동안 사용되어 왔다.따라서 이베리아 반도에서 노리아족의 분포는 "이슬람 정착지의 안정화 지역에 적합하다"^[54]고 말했다.이 기술은 농민들의 삶에 지대한 영향을 끼친다.노리아는 비교적 건설 비용이 저렴하다.그러므로 그것은 농부들이 유럽에서 토지를 더 효율적으로 경작할 수 있게 해주었다.스페인인과 함께 스페인인의 확장에 따라 멕시코와 남아메리카의 신대륙으로 기술이 전파되었다.

영국 제분소의 돔데이 인벤토리 c. 1086

흔히 "Domesday" 또는 "Doomsday"라고 불리는 노르망디의 윌리엄이 소집한 이 총회는 영국에서 잠재적으로 과세될 수 있는 모든 재산의 목록을 조사했는데, 여기에는 3,000개의 다른 장소에 ^[55]흩어져 있는 6,000개 이상의 제분소가 포함되어 있었다.

장소

선택한 워터 휠의 유형은 위치에 따라 다릅니다.일반적으로 적은 양의 물과 높은 폭포만 이용할 수 있다면 방앗간 노동자는 오버샷 휠을 사용할 것입니다.그 결정은 양동이들이 적은 양의 ^[56]물이라도 잡아 사용할 수 있다는 사실에 영향을 받았다.작은 폭포가 있는 많은 양의 물에는 언더샷 휠이 사용되었을 것입니다. 왜냐하면 언더샷 휠은 이러한 조건에 더 적합하고 건설 비용이 저렴했기 때문입니다.이러한 물 공급이 풍부한 한 효율성의 문제는 여전히 무관했다.18세기에는 전력 수요 증가와 제한된 물 공급 지역 때문에 효율성 계획에 ^[56]중점을 두었습니다.

경제적 영향

11세기까지 유럽의 일부 지역에서는 물의 개발이 ^[55]일상적이었다.물레방아에 서양인의 모습이 활발하게 변화한 것으로 알려져 있다.유럽은 물레방아의 출현과 함께 인간과 동물의 근육 노동에서 기계 노동으로 전환하기 시작했다.중세학자 린 화이트 주니어는 무생물 동력원의 확산은 서양의 새로운 태도, 권력, 일, 자연, 그리고 무엇보다도 ^[55]기술에 대한 태도의 출현을 웅변하는 증거라고 주장했다.

수력발전을 통해 11세기부터 농업생산성, 식량잉여, 대규모 도시화가 가능해졌다.수력 발전의 유용성은 풍력 ^[57]및 조력소와 같은 다른 동력원을 사용한 유럽의 실험에 동기를 부여했다.물레방아는 도시 건설, 특히 운하 건설에 영향을 미쳤다.하천 방해와 운하 건설과 같은 초기 시기에 발달한 기술은 유럽을 유압에 집중된 경로로 이끌었습니다. 예를 들어, 물 공급과 관개 기술이 ^[58]바퀴의 공급력을 수정하기 위해 결합되었습니다.봉건국가의 증가하는 요구에 부응하는 기술혁신이 어느 정도 있었는지를 보여준다.

물레방아 용도

물방앗간은 곡물을 빻고, 빵을 위한 밀가루를 생산하고, 맥주를 위한 맥아, ^[59]죽을 위한 거친 식사를 하는데 사용되었다.해머밀은 해머를 작동시키기 위해 바퀴를 사용했다.그 중 하나는 천을 만드는 데 사용되는 충전기였다.트립 해머는 또한 연철을 만들고 철을 유용한 형태로 가공하는 데 사용되었으며, 다른 방법으로는 노동 집약적인 작업이었다.물레방아도 재료를 펄프로 두들겨서 제지하는 데 사용되었다.13세기에 유럽 전역에서 망치질을 위해 사용된 물방앗간은 초기 철강 제조의 생산성을 향상시켰다.화약의 숙달과 함께, 수력은 15세기부터 유럽 국가들에게 전 세계의 군사 지도력을 제공했습니다.

17세기와 18세기 유럽

밀라이트는 18세기 유럽보다 훨씬 전에 물레방아에서 일하던 두 힘, 즉 충동과 무게를 구별했다.16세기 농업 작가인 피츠허버트는 "강력한[충동으로]^[60] 물의 무게와 함께 수레바퀴를 약하게 한다"고 썼다.레오나르도 다빈치는 또한 "물의 타격은 무게가 아니라 거의 자신의 힘과 같은 무게의 힘을 자극한다"^[61]고 언급하면서 수력에 대해 논의했다.그러나 체중과 충동이라는 두 가지 힘의 실현조차 두 가지 힘의 장점과 단점에 대한 혼란은 여전했고,^[62] 무게의 뛰어난 효율성에 대한 명확한 이해는 없었다.1750년 이전에는 어떤 세력이 우세한지는 확실치 않았고,^[63] 두 세력이 서로 동등한 영감을 가지고 활동한다는 것이 널리 알려져 있었다.물레방아는 자연의 법칙, 특히 힘의 법칙에 대한 의문을 불러일으켰다.에반젤리스타 토리첼리의 물레방아 연구는 머리 아래의 오리피스로부터 물이 싹트는 속도가 같은 ^[64]높이에서 자유롭게 떨어질 때 얻은 속도와 정확히 일치한다는 갈릴레오의 낙하 물체 연구를 분석했습니다.

산업 유럽

물레방아는 영국에서 산업화의 초기 단계를 이끈 원동력이었다.수력 왕복 장치는 트립 해머와 용광로 풀무에 사용되었습니다.리차드 아크라이트의 물줄기는 물레방아로 ^[65]작동되었다.

영국에서 만들어진 물레방아 중 가장 강력한 것은 맨체스터 근처에 있는 100마력 쿼리 뱅크 밀 물레방아였다.가슴 부분이 높은 설계로 1904년에 퇴역하여 여러 개의 터빈으로 교체되었습니다.현재는 복원되어 일반에 공개되어 있는 박물관입니다.

영국 본토에서 가장 큰 작동 물레방아 지름은 15.4m(51피트)이며 카나폰의 드 윈튼사가 만들었다.그것은 북웨일스 Llanberis에 있는 국립 슬레이트 박물관의 다이노윅 워크샵 안에 있습니다.

세계에서 가장 큰 작동 수레바퀴는 맨 섬 락시 마을에 있는 락시 휠(레이디 이자벨라라고도 함)입니다.지름이 72피트 6인치(22.10m), 너비가 6피트(1.83m)이며 Manx National Heritage가 관리하고 있습니다.

산업 혁명 중 수력 터빈의 개발은 수차의 인기를 감소시켰다.터빈의 주요 장점은 헤드를 이용하는 능력이 터빈의 직경보다 훨씬 큰 반면, 워터휠은 직경보다 더 큰 헤드를 효과적으로 사용할 수 없다는 것입니다.물레방아에서 현대식 터빈으로의 이동은 약 100년이 걸렸다.

북미

물레방아는 미국의 개발 기간 동안 제재소, 제분소 및 기타 목적으로 사용되었습니다.1922년에 건설된 콜로라도 맥코이의 직경 40피트(12m)의 물레방아는 콜로라도 강에서 관개를 위해 물을 끌어올린 많은 물레방아 중 살아남은 것입니다.

초기에 개선된 두 가지는 서스펜션 휠과 림 기어링입니다.서스펜션 휠은 자전거 휠과 동일한 방식으로 구성되며, 림은 허브의 장력 하에서 지지됩니다. 따라서 무거운 스포크가 압축된 이전 설계보다 휠이 더 가벼워졌습니다.림 기어링은 휠의 림 또는 쉬라우드에 절단된 휠을 추가하는 것을 수반합니다.스터브 기어가 림 기어와 맞물려 독립된 라인 샤프트를 사용하여 동력을 밀로 공급했습니다.이를 통해 차축의 회전 응력이 가벼워지고 파워트레인의 위치에 유연성이 향상되었습니다.축 회전이 휠 회전에서부터 조정되어 동력 손실이 적었습니다.Thomas Hewes가 개척하고 William Armstrong Fairburn이 개량한 이 디자인의 예는 Portland Basin Canal ^[66]Warehouse의 1849년 복원된 바퀴에서 볼 수 있습니다.

미국 북서부와 알래스카에서 사용되는 물고기 바퀴는 연어를 강의 흐름에서 끌어냈다.

호주.

그럼에도 불구하고, 호주는 비교적 건조한 기후를 가지고 있으며, 적절한 개울을 이용할 수 있는 곳에서는 19세기 호주에서 물레방아가 건설되었다.이것들은 제재소, 제분소, 그리고 금이 함유된 광석을 분쇄하는 데 사용되는 스탠퍼 배터리에 사용되었습니다.금 회수 작업에 사용된 물레방아의 주목할 만한 예로는 추튼 근처의 대형 가필드 물레방아와 아델롱 폭포의 두 물레방아이다. 두 ^{[67][68][69][70]}장소 모두 잔해가 존재한다.

Dethridge 휠로 알려진 소형 워터 휠은 동력원으로서가 아니라 관개지로 ^[71]가는 물의 흐름을 측정하는 데 사용됩니다.

인도

인도의 물레방아 초기 역사는 불분명하다.기원전 4세기로 거슬러 올라가는 고대 인도 문헌은 cakkavattaka(바퀴돌림판)라는 용어를 언급하고 있으며, 주석에서는 이를 아라하타-가티-얀타(바퀴돌림판이 달린 기계)라고 설명한다.이를 근거로, Joseph Needham은 그 기계가 노리아라고 제안했다.테리 S.그러나 레이놀즈는 "인도 문헌에서 사용되는 용어는 모호하고 수력 장치를 명확하게 나타내지 않는다"고 주장한다.Thorkild Schiöler는 "이 통로가 수력식 ^[72]물레방아 대신 일종의 발판 또는 수동식 물레방아 장치를 지칭하는 것일 가능성이 높다"고 주장했다.

그리스의 역사적 전통에 따르면, 인도는 서기 4세기 초에 로마 제국으로부터 물레방아를 제공받았는데,^[73] 이때까지 알려지지 않았던 물레방아와 목욕탕이 한 메트로도로스에 소개되었다.농작물을 위한 관개수는 양수 바퀴를 사용하여 제공되었으며, 일부는 양수된 강의 물살에 의해 구동되었다.이러한 종류의 물받이 장치는 고대 인도에서 사용되었고, 페이시에 따르면 물레방아에 대한 최초의 문학적, 고고학적, 그림적 증거가 헬레니즘 ^[25]세계에 나타났음에도 불구하고 후기 로마 제국이나 ^[74]중국에서 사용되기 전에 사용되었다고 한다.

1150년 경, 천문학자 바스카라 아차랴는 물을 끌어올리는 바퀴를 관찰했고, 그러한 바퀴가 물을 보충하기에 충분한 물을 들어올리는 것을 상상했고, 효과적으로 영구 운동 ^[75]기계를 작동시켰다.인도의 수도 건설과 물 기술 측면은 아랍어와 페르시아어로 기술되어 있다.중세 동안 인도와 페르시아의 관개 기술의 확산은 경제성장을 위한 고급 관개 시스템을 만들어냈고 물질 ^[76]문화의 성장을 도왔다.

이슬람 세계

이슬람 세계의 이슬람 기술자들이 확산된 후, 고대 근동의 물 기술은 계속되었다; 7세기부터 거슬러 올라가는 물레방아 유적이 있는 바스라 지역의 운하 발굴에서 명백하다.시리아의 하마(Hama)는 더 ^[77]이상 사용되지 않지만 오론테스 강에 있는 큰 바퀴 일부를 여전히 보존하고 있다.가장 큰 것 중 하나는 직경이 약 20미터(66피트)였고 가장자리는 120개의 구획으로 나누어져 있었다.스페인의 무르시아에서 아직 작동 중인 또 다른 바퀴, 라 노라(La Nora)가 발견되었으며, 원래 바퀴가 강철로 교체되었지만, 알-안달루스의 무어식 시스템은 사실상 변경되지 않았습니다.어떤 중세 이슬람식 구획형 물레방아들은 30미터(100피트)^[78]까지 물을 끌어올릴 수 있었다.10세기 무함마드 이븐 자카리야 알-라지의 키타브 알-하위는 시간당 153,000 리터, 즉 분당 2,550 리터(560 리터/분)를 들어올릴 수 있는 노리아를 묘사했다.이는 시간당 최대 288,000 리터(63,000 imp gal/h) 또는 분당 4,800 리터(1,100 imp gal/^[79]min)까지 끌어올릴 수 있는 동아시아의 현대 노리아 생산량과 맞먹는다.

이슬람 세계에서의 물레방아 사용은 7세기까지 거슬러 올라가며, 수평 바퀴와 수직 바퀴 물레방아 둘 다 9세기에 널리 사용되었다.이슬람 세계에서는 제분소, 선체공, 제재소, 조선소, 제철소, 제당소, 조수소를 포함한 다양한 산업용 물차가 사용되었다.11세기까지, 알-안달루스와 북아프리카에서 중동과 ^[80]중앙아시아에 이르기까지 이슬람 세계의 모든 주들이 이러한 산업용 물방앗간을 운영했습니다.무슬림과 기독교의 기술자들은 또한 크랭크축과 수력 터빈, 물레방아와 양수기의 기어, 댐을 물레방아와 ^[81]양수기에 추가 전력을 공급하기 위해 사용했다.제철소와 제철소는 12세기에 이슬람 스페인에서 기독교 스페인으로 확산되었을지도 모른다.산업용 물방앗간은 11세기에서 ^[82]13세기 사이에 알-안달루스에 건설된 큰 공장 단지에도 사용되었다.

이슬람 세계의 기술자들은 물레방아에서 최대한의 출력을 얻기 위해 몇 가지 해결책을 개발했다.한 가지 해결책은 증가하는 흐름을 이용하기 위해 교각의 교각에 설치하는 것이었습니다.또 다른 해결책은 선박 방앗간이었는데, 이것은 물레방앗간으로 움직이는 물레방아로 중류에 계류되어 있는 배의 측면에 장착된 물레방아이다.이 기술은 10세기 이라크의 티크리스와 유프라테스 강을 따라 사용되었는데,^[83] 이곳에서 티크와 철로 만든 대형 조선소는 바그다드에 있는 곡창고를 위해 매일 옥수수로부터 10톤의 밀가루를 생산할 수 있었다.구동 장치에서 구동 기계로의 동력 전달을 원활하게 하기 위해 사용되는 플라이휠 메커니즘은 알-안달루스의 이븐 바살(1038–1075년)에 의해 발명되었습니다. 그는 사키야(체인 펌프)와 ^[84]노리아에서 플라이휠의 사용을 개척했습니다.13세기의 기술자 알자리와 16세기의 타키 알딘은 그들의 기술 연구에서 많은 발명적인 물양식 기계를 묘사했다.그들은 또한 다양한 물시계와 오토마타를 포함한 다양한 장치에 동력을 공급하기 위해 물레방아를 사용했다.

근대적 발전

유압 휠

최근 개발된 가슴 샷 휠은 자동 조절 시스템을 효과적으로 통합한 유압 휠입니다.Aqualienne이 한 예이다.헤드가 1~3.5m(3~^[85]11ft)인 20m³(710cuft)의 물 흐름에서 37kW~200kW의 전기를 생성합니다.그것은 이전의 물레방아 터에서 전기를 생산하도록 설계되었다.

효율성.

오버샷(특히 백샷) 휠은 가장 효율적인 유형입니다. 백샷 강철 휠은 가장 진보되고 잘 구성된 터빈을 제외한 모든 터빈보다 효율(약 60%)이 높습니다.일부 상황에서는 ^[86]터빈보다 오버샷 휠이 더 좋습니다.

효율이 향상된 수력 터빈 휠(67% 이상)의 개발은 기존 제분소에 물레방아를 설치하거나 버려진 제분소를 재개발할 수 있는 대체의 길을 열었다.

바퀴의 힘

휠에 사용할 수 있는 에너지에는 두 가지 구성 요소가 있습니다.

• 운동 에너지 – 물이 휠에 들어갈 때 얼마나 빨리 움직이는지에 따라 달라집니다.
• 위치 에너지 – 휠 입구와 출구 사이의 수위 변화에 따라 달라집니다.

운동 에너지는 동등한 헤드인 속도 헤드로 변환하여 실제 헤드에 더함으로써 설명될 수 있습니다.정지 상태의 물의 경우 속도 헤드는 0이며, 천천히 이동하는 물의 경우 거의 무시할 수 있으며 무시할 수 있습니다.완벽한 바퀴를 위해서는 물이 0의 속도를 필요로 하는 0의 에너지로 남기기 때문에 테일 레이스의 속도는 고려되지 않습니다.그것은 불가능하다. 물은 바퀴에서 떨어져야 하고, 비효율의 불가피한 원인이 된다.

전력은 에너지가 전달되는 속도이며 유량에 의해 결정됩니다.고대 로마의 당나귀 또는 노예로 움직이는 근원은 약 2분의 1마력을, 수평 수차는 약 2분의 1마력을, 언더샷 수직 수차는 약 3마력을, 중세의 오버샷 수차는 최대 40~60마력을 ^[87]냈다고 추정되어 왔다.

수량 및 단위

• $\displaystyle \eta =}$ 효율성.
• $ρ$ {$displaystyle$ \rho$$ $=$ } 밀도 (1000 kg³/m)
• ${\displaystyle A}$ $=$ {\$displaystyle$ A=} 채널$$ 단면적(m²)
• ${\displaystyle D}$ $=$ 휠 직경(m)의 {\$displaystyle$ D=}
• ${\displaystyle P}$ $=$ {\$displaystyle$ P=} 전원$$(W)
• ${\displaystyle d}$ $=$ {\$displaystyle$ d=} 거리$$(m)
• ${\displaystyle g}$ $=$ {\$displaystyle$ g=} 중력 강도(9.81 m/s² = 9.81 N/kg)
• ${\displaystyle h}$ $=$ {\$displaystyle$ h=} 헤드$$(m)
• ${\displaystyle h_{}}$ p $=$ {$displaystyle h_{p$}=} 압력 헤드, 수위 차이(m)
• ${\displaystyle h_{}}$ v $=$ {$displaystyle h_{v$}=} 속도 헤드(m)
• ${\displaystyle k}$ $=$ {\$displaystyle$ k=} 속도$$ 보정 계수.부드러운 채널의 ^[88]경우 0.9.
• ${\displaystyle v}$ $=$ {\$displaystyle$ v=} 속도$$(m/s)
• ${\displaystyle \stackrel{}{}}$q $=$ {$displaystyle {$q} $=$ }볼륨 유량$$(${\displaystyle \stackrel{}{m}}$³/s$)$
• ${\displaystyle t}$ $=$ {\$displaystyle$ t=}회$$

^{점 표기법}

측정값

압력 $헤드{\displaystyle {}_{}}$ h $(\$는 헤드레이스와 테일레이스 수면의 높이 차이입니다.속도 $헤드{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle h_{}}$ v$${\$displaystyle h_{v}}$는 압력 헤드를 측정한 것과 동일한 위치의 헤드 레이스 내 물의 속도에서 계산됩니다.속도$($) v {\$displaystyle$ v$}$는 측정된 거리에 떠 있는 물체의 타이밍을 맞추는 푸우 스틱 방식으로 측정할 수 있습니다.지표면의 물은 바닥과 측면에 가까운 물보다 빠르게 이동하므로 아래 ^[88]공식과 같이 보정 계수를 적용해야 한다.

부피 유량을 측정하는 방법은 여러 가지가 있습니다.가장 심플한 것은 다음 두 가지입니다.

• 단면적과 속도로부터.그것들은 같은 장소에서 측정되어야 하지만, 그것은 헤드 레이스나 테일 레이스의 어느 곳에서나 측정될 수 있다.바퀴와 ^[88]같은 양의 물이 통과해야 합니다.
• 버킷 및 스톱 워치 ^[89]방식으로 볼륨 유량을 측정할 수 있는 경우가 있습니다.

공식

양	공식
힘	$\displaystyle P=\eta \cdot \rho \cdot g\cdot h\cdot {q}$[90]
유효 헤드	${\displaystyle h=h_{p}+h_{v}}$[91]
속도 헤드	${\displaystyle h_{v}=hargfrac {v^{2}}{2\cdot g}}$[92][91]
체적 유량	${\displaystyle {q}}=A\cdot v}$[88]
수속(속도)	${\displaystyle v=k\cdot {frac {d}{t}}$[88]

경험칙

가슴과 오버샷

양	근사 공식
전력 (70%의 효율을 상정)	${\displaystyle P=7000\cdot {q}\cdot h}$
최적의 회전 속도	${\displaystyle \frac{\sqrt{21}}{}}$ D$($ 스타일 ${211}$ {\$sqrt$ {D$}})$ rpm$$[93]

전통적인 언더샷 휠

양	근사[93] 공식
전력 (효율 20% 전제로)	${\displaystyle P=100\cdot A\cdot v^{3}}$
최적의 회전 속도	${\displaystyle \frac{9\mu }{}}$ v $($ 스타일 ${9\cdot$ v} {$D})$ rpm$$

유압 휠 부품 반응 터빈

평행 개발은 유압 휠/부품 반응 터빈으로, 휠의 중앙에 보를 포함하지만 물 흐름에 따라 각진 블레이드를 사용합니다.WICON-Stem Pressure Machine(^[94]SPM)은 이 플로우를 이용합니다.추정 효율 67%

영국의 Southampton 대학 토목 공학 및 환경 학교는 두 가지 유형의 유압 휠 기계를 모두 조사하고 유압 효율을 추정하여 다음과 같은 개선 사항을 제안했습니다.로터리 유압 기계(최대 효율 85%^[95] 추정).

이러한 유형의 워터 휠은 부분 부하/가변 유량에서 높은 효율성을 가지며 1m 미만의 매우 낮은 헤드에서도 작동할 수 있습니다.다이렉트 드라이브 Axial Flux 영구 자석 교류 발전기 및 전력 전자 장치와 결합되어 저헤드 수력 발전을 위한 실행 가능한 대안을 제공합니다.

메모들

^ 도트 표기법.수량보다 큰 점은 비율임을 나타냅니다.1초당 얼마인지 또는 1초당 얼마인지를 나타냅니다.이 문서에서 q는 $물$의 부피이고 q q${\$ {$dot {q}$는 초당 물의 부피입니다. q는 물의 양과 마찬가지로 속도 v와의 혼동을 피하기 위해 사용됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 수력 전기
• 물레방아
• 수차
• 펠튼 휠

관개용 물을 끌어올리는 장치

• 노리아
• 사키아

육상 배수용 양수 장치

• 스쿱 휠

레퍼런스

참고 문헌

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외부 링크

• 수차 용어집
• 에세이/오디오 클립
• WaterHistory.org 물레방아에 관한 여러 기사
• 언더샷 워터휠의 컴퓨터 시뮬레이션
• 1814-1815년 대영도서관 웹사이트에서 그린 인도 페르시아 수레바퀴.
• 오버샷 워터휠의 컴퓨터 시뮬레이션
• 물레방아 건설 가이드: N.C.에 제출된 논문아그리 대학과 메흐 대학입니다1893년 6월 L. T. Yarbrough의 작품
• 18가지 웨일스 물레방아 쉬라우드의 주조 공장 패턴 - 2015