HomeИстория гидравлики

История гидравлики

Первые гидравлические системы водоснабжения и орошения полей были изобретены нашими предками тысячи лет тому. Древние египтяне и жители Китая умели возводить на реках плотины, а также использовали энергию воды для водяных мельниц, системы орошения на рисовых полях, в которых использовались гидравлические насосы. Римскими умельцами за шесть веков до нашей эры был спроектирован и построен водопровод, что является свидетельством высокого технического развития людей того времени. В третьем столетии до н. э. Архимед изобрел гидравлическую установку для подъема воды, которую назвали «архимедовым винтом». Такими были древние гидравлические насосы.

 

Интересным примером достижений древних греков в гидравлике может послужить фонтан Герона. Главное чудо этого фонтана заключалось в том, что вода из фонтана била сама, без использования, какого либо внешнего источника воды или механизма для создания необходимого давления.Фонтан Герона

Подробнее о фонтане Герона.

 

Несмотря на то, что люди очень давно научились использовать силу ветра, первые пневматические системы изобрели гораздо позже, чем гидравлические. Только в XVIII в.н.э. в Германии была создана машина для «движения воздуха и газа».

Гидравлические системы древние римляне во многом заимтвовали у греков. В тогдашнем Риме строились сложные для того времени гидротехнические сооружения: акведуки, системы водоснабжения и т. п. В своих трудах римский инженер-строитель Фронтин (40-103 г. н.э.) описывал, что во времена правления Траяна в Риме было 9 водопроводов, и что общая длина водопроводных магистралей составляла 436 км. Древние римляне уже тогда начали обращать внимание на наличие связи между площадью живого сечения и уклоном дна русла, появились первые понятия о сопротивление движению жидкости в трубопроводах, на неразрывность движения жидкости. Например, Фронтин писал, что количество воды, поступившей в трубу, должно равняться количеству воды, вытекающей из нее.

В период Эпохи Возрождения в Италии появилась гениальная личность - Леонардо да Винчи (1452-1519), который, как известно, вел свои экспериментальные и теоретические исследования в самых различных областях. Леонардо изучал принцип работы гидравлического пресса, аэродинамику летательных аппаратов, образование водоворотных областей, отражение и интерференцию волн, истечение жидкости через отверстая и водосливы и другие гидравлические вопросы. Он изобрел центробежный насос, парашют, анемометр. Различные работы Древняя водопроводная системаЛеонардо отражены в сохранившихся 7 тыс. страниц его рукописей, хранящихся в библиотеках Лондона, Виндзора, Парижа, Милана и Турина. По-видимому, справедливо будет признать, что Леонардо да Винчи является основоположником механики жидкости. К периоду Возрождения относятся работы нидерландского математика - инженера Симона Стевина (1548 - 1620), определившего величину гидростатического давления на плоскую фигуру и объяснившего "гидростатический парадокс". В этот период великий итальянский физик, механик и астроном Галилео Галилей (1564-1642) показал, что гидравлические сопротивления возрастают с увеличением скорости и с возрастанием плотности жидкой среды; он разъяснял также вопрос о вакууме.

Период XVII века и начало XVIII века. В это время механика жидкости все еще находилась в зачаточном состоянии. Вместе с тем здесь можно отметить имена следующих ученых, способствовавших ее развитию: Кастелли (1577 -1644) - преподаватель математики в Пизе и Риме - в ясной форме изложивший принцип неразрывности; То'рричелли (1608 - 1647) - выдающийся математик и физик - дал формулу расчета скорости истечения жидкости из отверстия и изобрел ртутный барометр; Паскаль (1623 -1662) - выдающийся французский математик и физик - установивший, что значение гидростатического давления не зависит от ориентировки площадки действия, кроме того, он окончательно решил и обосновал вопрос о вакууме; Ньютон (1643 н. ст.-1727) - гениальный английский физик, механик, астроном и математик-давший наряду с решением ряда гидравлических вопросов приближенное описание законов внутреннего трения жидкости.Древний трубопровод

По мере развития науки и техники совершенствовались гидравлические и пневматические системы и существенно расширялась сфера их практического применения.

В настоящее время гидравлические и пневматические системы используют в водоснабжении и мелиорации, машиностроении и металлургии, на всех видах транспорта и в строительстве.

Особо важную роль в развитии современной техники играют гидравлические и пневматические приводы как основное средство механизации и автоматизации технологических процессов и процессов управления различными объектами. В качестве исполнительных устройств такие приводы применяют в станках и автоматических линиях, роботах и манипуляторах, системах управления автомобилем, самолетом и т.п.

ОВодяная мельницачевидно, что техническое совершенствование гидравлических и пневматических систем не могло происходить без фундаментальных научных разработок, начало которым положил трактат Архимеда «О плавании тел».

В XV—XVII вв. в трудах Леонардо да Винчи, Г. Галилея, И. Ньютона были сформулированы отдельные законы равновесия и движения жидкости, а в середине XVIII в. Д.Бернулли и Л.Эйлер заложили теоретические основы гидромеханики как науки.

В XIX—XX вв. гидромеханика получила дальнейшее развитие в трудах Дж. Г. Стокса, О. Рейнольдса, Н. Е.Жуковского, Н. П. Петрова, Л. Прандтля и других ученых.

Этот период характеризуется бурным развитием техники, и поэтому в трудах по гидромеханике большое внимание уделяется вопросам, представляющим практический интерес.

Сформировался раздел гидромеханики, рассматривающий законы равновесия и движения жидкости в открытых и закрытых руслах и способы их применения для решения технических задач. Этот раздел гидромеханики получил название «гидравлика».

Именно гидравлика как прикладная наука совместно с термодинамикой и газовой динамикой, изучающими законы движения газа, является научной основой для расчета и проектирования современных гидравлических и пневматических систем и их элементов.

Go to top