stringtranslate.com

Ветряная мельница

Ветряные мельницы в Киндердейке в деревне Киндердейк , Нидерланды, являются объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО.

Ветряная мельница — это конструкция, которая преобразует энергию ветра в энергию вращения с помощью лопастей, называемых парусами или лопастями, по традиции специально для измельчения зерна ( мельницы ), но в некоторых частях англоязычного мира этот термин также был расширен и теперь включает в себя ветряные насосы , ветряные мельницы. турбины и другие приложения. Термин «ветряной двигатель» также иногда используется для описания таких устройств. [1] [ не удалось проверить ]

Ветряные мельницы использовались в периоды высокого средневековья и раннего Нового времени ; горизонтальная ветряная мельница или панемон впервые появилась в Персии в 9 веке, а вертикальная ветряная мельница впервые появилась в северо-западной Европе в 12 веке. [2] [3] Считается символом голландской культуры , [4] сегодня в Нидерландах насчитывается около 1000 ветряных мельниц . [5]

Предтечи

Реконструкция ветрового органа Герона XIX века.

Машины с приводом от ветра, возможно, были известны и раньше, но явных свидетельств существования ветряных мельниц до 9 века нет. [6] Герой Александрии (Цапля) в римском Египте первого века описал нечто похожее на ветряное колесо, приводящее в движение машину. [7] [8] Его описание ветряного органа не является практической ветряной мельницей, а было либо ранней ветряной игрушкой, либо концепцией дизайна ветряной машины, которая могла быть, а могла и не быть рабочим устройством, как есть неясности в тексте и проблемы с оформлением. [9] Еще одним ранним примером ветряного колеса было молитвенное колесо , которое, как полагают, впервые было использовано в Тибете и Китае , хотя существует неопределенность относительно даты его первого появления, которая могла быть либо ок.  400 г. , 7 век, [10] или после 9 века. [9]

Одна из самых ранних найденных конструкций работающих ветряных мельниц была изобретена где-то около 700–900 годов нашей эры в Персии . [11] [12] Эта конструкция представляла собой панемон с вертикальными легкими деревянными парусами, прикрепленными горизонтальными стойками к центральному вертикальному валу. Сначала он был построен для перекачивания воды, а затем модифицирован для измельчения зерна . [13] [14]

Горизонтальные ветряные мельницы

Персидская горизонтальная ветряная мельница, первая практичная ветряная мельница.
Hooper's Mill, Маргейт, Кент, европейская горизонтальная ветряная мельница восемнадцатого века.

Первыми практическими ветряными мельницами были ветряные мельницы-панемоны , в которых использовались паруса, которые вращались в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси. Эти ветряные мельницы, состоящие из шести-двенадцати парусов, покрытых тростниковым или тканевым материалом, использовались для измельчения зерна или забора воды. [15] Средневековый отчет сообщает, что технология ветряных мельниц использовалась в Персии и на Ближнем Востоке во время правления халифа Рашидуна Умара ибн аль-Хаттаба ( годы правления  634–644 ), основываясь на разговоре халифа с персидским рабом-строителем. [16] Подлинность части анекдота с участием халифа Умара подвергается сомнению, поскольку он был записан только в 10 веке. [17] Персидский географ Эстахри сообщил, что ветряные мельницы действовали в Хорасане (Восточный Иран и Западный Афганистан) уже в 9 веке. [18] [19] Такие ветряные мельницы широко использовались на Ближнем Востоке и в Центральной Азии, а затем распространились оттуда в Европу, Китай и Индию. [20] К 11 веку ветряная мельница с вертикальной осью достигла некоторых частей Южной Европы, включая Пиренейский полуостров (через Аль-Андалус ) и Эгейское море (на Балканах ). [21] Подобный тип горизонтальной ветряной мельницы с прямоугольными лопастями, используемый для орошения, также можно найти в Китае тринадцатого века (во времена чжурчжэньской династии Цзинь на севере), появившийся во время путешествия Елю Чукая в Туркестан в 1219 году . 22]

Ветряные мельницы с вертикальной осью были построены в небольшом количестве в Европе в XVIII и XIX веках, [15] например , мельница Фаулера в Баттерси в Лондоне и мельница Хупера в Маргейте в Кенте . Эти ранние современные образцы, похоже, не находились под прямым влиянием ветряных мельниц средневекового периода с вертикальной осью, а были независимыми изобретениями инженеров 18-го века. [23]

Вертикальные ветряные мельницы

Ветряная мельница в Котке , Финляндия , май 1987 года.

Горизонтальная или вертикальная ветряная мельница (названная так из-за плоскости движения ее парусов) — разработка XII века, впервые использованная в северо-западной Европе, в треугольнике северной Франции , восточной Англии и Фландрии . [24] Неясно, повлияло ли на вертикальную ветряную мельницу появление горизонтальной ветряной мельницы из Персии и Ближнего Востока в Южную Европу в предыдущем столетии. [25] [26]

Самое раннее достоверное упоминание о ветряной мельнице в Северной Европе (предположительно вертикального типа) датируется 1185 годом в бывшей деревне Уидли в Йоркшире, которая располагалась на южной оконечности Уолда с видом на устье реки Хамбер . [27] Также были найдены несколько более ранних, но менее датированных европейских источников XII века, относящихся к ветряным мельницам. [28] Эти самые ранние мельницы использовались для измельчения зерновых культур . [29]

Почтовая мельница

В настоящее время имеются данные о том, что самым ранним типом европейской ветряной мельницы была столбовая мельница, названная так из-за большого вертикального столба, на котором балансируется основная конструкция мельницы («корпус» или «коробка»). При такой установке корпуса мельница может вращаться против направления ветра; Это важное требование для экономичной работы ветряных мельниц в северо-западной Европе, где направления ветра непостоянны. В корпусе находится все фрезерное оборудование. Первые столбовые мельницы были заглубленного типа, когда столб закапывался в земляной холм для его поддержки. Позже была разработана деревянная опора, названная эстакадой . Часто его накрывали или окружали разворотом, чтобы защитить эстакаду от непогоды и обеспечить место для хранения вещей. Этот тип ветряных мельниц был наиболее распространенным в Европе до 19 века, когда их заменили более мощные башенные и махровые мельницы . [30]

Пустотелая мельница

В мельнице с полой стойкой стойка, на которой установлен корпус, выдолблена для размещения приводного вала. [31] Это позволяет управлять механизмами под или снаружи тела, сохраняя при этом возможность вращать тело против ветра. Мельницы с полыми столбами, ведущие черпальные колеса, использовались в Нидерландах для осушения водно-болотных угодий, начиная с 14 века. [32]

Башенная мельница

Ветряная мельница на Азорских островах, Португалия.
Башенные мельницы в Консуэгре , Испания

К концу XIII века появилась каменная башенная мельница, у которой вращается только крышка, а не весь корпус мельницы. Распространение башенных мельниц сопровождалось ростом экономики, которая требовала более крупных и стабильных источников энергии, хотя их строительство обходилось дороже. В отличие от столбовой мельницы, у башенной мельницы необходимо повернуть против ветра только колпачок, поэтому основную конструкцию можно сделать гораздо выше, что позволяет сделать паруса длиннее, что позволяет им выполнять полезную работу даже на низких высотах. ветры. Крышку можно повернуть против ветра либо с помощью лебедки или механизма внутри крышки, либо с помощью лебедки на хвостовой опоре снаружи мельницы. Метод автоматического удержания кепки и парусов на ветру заключается в использовании ветряной хвостовой части — небольшой ветряной мельницы, установленной под прямым углом к ​​парусам в задней части ветряной мельницы. Они также устанавливаются на хвостовые опоры почтовых мельниц и распространены в Великобритании и англоязычных странах бывшей Британской империи, Дании и Германии, но редки в других местах. В некоторых частях Средиземного моря были построены башенные мельницы с фиксированными колпаками, поскольку большую часть времени направление ветра мало менялось. [ нужна цитата ]

Шампунь

Две фабрики со сценой в Гретзиле , Германия.

Халатная мельница — это более позднее развитие башенной мельницы, в которой каменная башня заменена деревянным каркасом, называемым «халат», который покрыт соломой, досками или покрыт другими материалами, такими как шифер , листовой металл или смола . бумага . Халат обычно имеет восьмиугольную форму, хотя встречаются экземпляры с разным количеством сторон.

Ветряные мельницы были введены голландцами в 17 веке, чтобы преодолеть ограничения башенных ветряных мельниц, которые были дороги в строительстве и не могли быть установлены на влажных поверхностях. Нижняя половина махровой ветряной мельницы была кирпичной, а верхняя — деревянной, с наклонной формой башни, что придавало конструкции прочность. Это делало их легкими и позволяло устанавливать их на неустойчивом грунте.

Конструкция ветряной мельницы включала в себя небольшую турбину сзади, которая помогала основной мельнице поворачиваться по направлению ветра. [33]

Механика

Паруса

Ветряная мельница в Куремаа , Эстония.
5-парусная ветряная мельница Холгейта в Йорке , Англия

Обычные паруса состоят из решетчатого каркаса, на который расстелена парусина. Фрезер может регулировать количество разбрасываемой ткани в зависимости от ветра и необходимой мощности. На средневековых мельницах парусину наматывали и вынимали из парусов лестничного типа. Позже мельничные паруса имели решетчатый каркас, поверх которого была расстелена парусина, а в более холодном климате ткань заменили деревянными планками, с которыми было легче обращаться в мороз. [34] Кливер-парус обычно встречается в странах Средиземноморья и состоит из простого треугольника ткани, намотанного на лонжерон. [35]

Во всех случаях мельницу необходимо остановить, чтобы отрегулировать паруса. Изобретения в Великобритании в конце восемнадцатого и девятнадцатого веков привели к созданию парусов, которые автоматически приспосабливаются к скорости ветра без необходимости вмешательства мельника, кульминацией которых стали патентованные паруса, изобретенные Уильямом Кубиттом в 1807 году. В этих парусах ткань заменена тканью. механизм связанных створок. [ нужна цитата ]

Во Франции Пьер-Теофиль Бертон изобрел систему, состоящую из продольных деревянных планок, соединенных механизмом, который позволяет мельнику открывать их во время вращения мельницы. В двадцатом веке расширение знаний в области аэродинамики в результате разработки самолета привело к дальнейшему повышению эффективности немецкого инженера Билау и нескольких голландских монтажников. [ нужна цитата ] Большинство ветряных мельниц имеют четыре паруса. Многопарусные мельницы с пятью, шестью или восемью парусами строились в Великобритании (особенно в графствах Линкольншир и Йоркшир и вокруг них ), Германии и реже в других местах. [ нужна цитата ] Более ранние многопарусные мельницы встречаются в Испании, Португалии, Греции, некоторых частях Румынии, Болгарии и России. [36] Мельница с четным числом парусов имеет то преимущество, что может работать с поврежденным парусом, удаляя как поврежденный парус, так и противоположный, что не приводит к дисбалансу мельницы. [ нужна цитата ]

Ветряная мельница Де Валк в трауре после смерти королевы Нидерландов Вильгельмины в 1962 году.

В Нидерландах для подачи сигналов издавна использовалось стационарное положение парусов, т. е. когда мельница не работает. Если лопасти остановлены в знаке «+» (3-6-9-12 часов), ветряная мельница открыта для работы. Когда лопасти останавливаются в положении «X», ветряная мельница закрыта или не работает. Небольшой наклон парусов (верхняя лопасть в положении 1 час) сигнализирует о радости, например, о рождении здорового ребенка. Наклон лопастей в положение 11-2-5-8 часов сигнализирует о трауре или предупреждении. Он использовался для обозначения местного региона во время нацистских операций во время Второй мировой войны, таких как поиск евреев. По всей территории Нидерландов ветряные мельницы были установлены в траурные позиции в честь голландских жертв сбития рейса 17 Malaysian Airlines в 2014 году . [37]

Машины

Шестерни внутри ветряной мельницы передают энергию от вращательного движения парусов механическому устройству. Паруса несут на горизонтальном ветровом валу. Ветровые валы могут быть целиком деревянными, деревянными с чугунным шестом на конце (где крепятся паруса) или целиком чугунными. Тормозное колесо установлено на ветровом валу между передним и задним подшипниками. Он имеет тормоз на внешней стороне обода и зубья на боковой стороне обода, которые приводят в движение горизонтальное зубчатое колесо, называемое валловер, на верхнем конце вертикального вертикального вала. В мельницах большое прямозубое колесо, расположенное ниже вертикального вала, приводит в движение одну или несколько каменных гаек на валах, приводящих в движение каждый жернов . Почтовые мельницы иногда имеют головное и/или хвостовое колесо, приводящее в движение каменные гайки напрямую, вместо прямозубой шестерни. Дополнительные шестерни приводят в движение подъемник для мешков или другое оборудование. Оборудование меняется, если ветряная мельница используется не только для помола зерна, но и для других целей. В дренажной мельнице используется еще один набор шестерен на нижнем конце вертикального вала для приведения в движение черпака или винта Архимеда . На лесопилках используется коленчатый вал для обеспечения возвратно-поступательного движения пил. Ветряные мельницы использовались для питания многих других промышленных процессов, включая бумажные фабрики , молотилки , а также для обработки семян масличных культур, шерсти, красок и изделий из камня. [38]

Распространение и упадок

Ветряная мельница в Уэльсе , Великобритания. 1815.
Дон Кихота поражает ветряная мельница (иллюстрация Гюстава Доре, 1863 год ).
Эгберт Ливенс ван дер Поэль, Пожар на ветряной мельнице (17 век), Национальный музей в Кракове
Маслобойня De Zoeker , лакокрасочная фабрика De Kat и лесопильная фабрика Paltrok De Gekroonde Poelenburg в Заансе-Сханс

В 14 веке ветряные мельницы стали популярны в Европе; По оценкам, общее количество ветряных мельниц на пике в 1850 году составляло около 200 000, что составляет почти половину из примерно 500 000 водяных колес . [34] Ветряные мельницы применялись в регионах, где было слишком мало воды, где реки замерзают зимой, а также на равнинах, где течение реки было слишком медленным, чтобы обеспечить необходимую мощность. [34] С наступлением промышленной революции значение ветра и воды как основных промышленных источников энергии снизилось, и в конечном итоге их заменили пар (в паровых мельницах ) и двигатели внутреннего сгорания , хотя ветряные мельницы продолжали строиться в больших количествах. до конца девятнадцатого века. Совсем недавно ветряные мельницы сохранялись из-за их исторической ценности: в некоторых случаях как статичные экспонаты, когда старинные механизмы слишком хрупкие, чтобы их можно было привести в движение, а в других случаях как полностью работающие мельницы. [39]

Из 10 000 ветряных мельниц, использовавшихся в Нидерландах около 1850 года, [40] около 1000 все еще стоят. Большинством из них управляют волонтеры, хотя некоторые мельницы все еще работают на коммерческой основе. Многие дренажные мельницы были назначены дублирующими современными насосными станциями. Говорят, что к концу восемнадцатого века район Заан был первым промышленно развитым регионом мира, где к концу восемнадцатого века работало около 600 предприятий, использующих энергию ветра. [40] Экономические колебания и промышленная революция оказали гораздо большее влияние на эти отрасли, чем на зерновые и дренажные мельницы, поэтому их осталось очень мало.

Строительство мельниц распространилось на Капскую колонию в семнадцатом веке. Первые башенные мельницы не выдержали штормов на полуострове Кейп , поэтому в 1717 году Херен XVII послал плотников, каменщиков и материалы для строительства прочной мельницы. Мельница, построенная в 1718 году, стала известна как Ауде Молен и располагалась между станцией Пайнлендс и Черной рекой. Давно снесенное, его название продолжает жить как Техническая школа в Пайнлендсе . К 1863 году в Кейптауне было 11 мельниц, простирающихся от Паарден-Эйланда до Моубрея . [41]

Ветряные турбины

Группа ветряных турбин в Чжанцзякоу , Хэбэй , Китай.
Ветряная турбина в Хуйкку, Хайлуото , Финляндия.

Ветряная турбина — это конструкция, похожая на ветряную мельницу, специально разработанная для выработки электроэнергии. Их можно рассматривать как следующий шаг в развитии ветряной мельницы. Первые ветряные турбины были построены в конце девятнадцатого века Джеймсом Блитом в Шотландии (1887 г.), [42] Чарльзом Ф. Брашем в Кливленде, штат Огайо (1887–1888 гг.) [43] [44] и Поулем ла Куром в Дании. (1890-е гг.). Мельница Ла Кура с 1896 года впоследствии стала местной властью села Асков. К 1908 году в Дании было 72 ветряных электрогенератора мощностью от 5 до 25 кВт. К 1930-м годам ветряные мельницы широко использовались для выработки электроэнергии на фермах в США, где еще не были установлены системы распределения, построенные такими компаниями, как Jacobs Wind , Wincharger, Miller Airlite, Universal Aeroelectric, Paris-Dunn, Airline и Winpower. . Корпорация Dunlite производила турбины для аналогичных объектов в Австралии. [ нужна цитата ]

Предшественниками современных бытовых ветрогенераторов с горизонтальной осью были WIME-3D, находившийся в эксплуатации в Балаклаве СССР с 1931 по 1942 год, генератор мощностью 100 кВт на 30-метровой (100-футовой) башне, [45] Смит -Патнэм. ветряная турбина , построенная в 1941 году на горе, известной как Дедушка-Кноб в Каслтоне, штат Вермонт , США, мощностью 1,25 МВт [46] , а ветряные турбины НАСА разрабатывались с 1974 года до середины 1980-х годов. Разработка этих 13 экспериментальных ветряных турбин положила начало многим технологиям проектирования ветряных турбин , которые используются сегодня, включая башни из стальных труб, генераторы с регулируемой скоростью, композитные материалы лопастей и управление частичным пролетом шага, а также аэродинамические, структурные и акустические решения. возможности инженерного проектирования. Современная ветроэнергетика началась в 1979 году с серийного производства ветряных турбин датскими производителями Kuriant, Vestas , Nordtank и Bonus . Эти первые турбины были небольшими по сегодняшним меркам, мощностью 20–30 кВт каждая. С тех пор коммерческие турбины значительно увеличились в размерах: Enercon E-126 способна выдавать до 7 МВт, а производство ветряных турбин распространилось на многие страны. [ нужна цитата ]

С началом XXI века растущая обеспокоенность по поводу энергетической безопасности , глобального потепления и возможного истощения ископаемого топлива привела к расширению интереса ко всем доступным формам возобновляемой энергии . Во всем мире сейчас работают многие тысячи ветряных турбин общей номинальной мощностью 591 ГВт по состоянию на 2018 год. [47]

Материалы

В попытке сделать ветряные турбины более эффективными и увеличить выработку энергии их строят крупнее, с более высокими башнями и более длинными лопастями, а также все чаще развертывают их в морских районах. [48] ​​[49] Хотя такие изменения увеличивают выходную мощность, они подвергают компоненты ветряных мельниц воздействию более сильных сил и, следовательно, подвергают их большему риску выхода из строя. Более высокие башни и более длинные лопасти страдают от более высокой усталости, а морские ветряные электростанции подвергаются большим нагрузкам из-за ветров с более высокой скоростью и ускоренной коррозии из-за близости к морской воде. Чтобы обеспечить достаточный срок службы и окупаемость инвестиций, материалы для компонентов должны быть выбраны соответствующим образом.

Лопасть ветряной турбины состоит из 4 основных элементов: корневой части, лонжерона, аэродинамического обтекателя и наплавки. Обтекатель состоит из двух корпусов (одного на стороне давления и одного на стороне всасывания), соединенных одной или несколькими перемычками, соединяющими верхнюю и нижнюю оболочки. Стенки соединяются с ламинатами лонжерона, заключенными внутри обшивок (наплавок) лопасти, и вместе система стенок и лонжеронов противостоит лоскутной нагрузке. Поперечная нагрузка, один из двух различных типов нагрузки, которым подвергаются лопасти, вызвана давлением ветра, а боковая нагрузка (второй тип нагрузки) вызвана силой тяжести и крутящей нагрузкой. Первая нагрузка подвергает лонжерон на напорной (наветренной) стороне лопасти циклическому растяжению-растяжению, а на всасывающей (наветренной) стороне лопасти — циклическому сжатию-сжатию. Изгиб по краям подвергает переднюю кромку растягивающей нагрузке, а заднюю кромку - сжимающей. Остальная часть корпуса, не поддерживаемая лонжеронами и не ламинированная на передней и задней кромках, выполнена в виде многослойной конструкции, состоящей из нескольких слоев для предотвращения упругого коробления. [50]

Помимо соответствия требованиям жесткости, прочности и ударной вязкости, определяемым нагрузкой, лезвие должно быть легким, а вес лезвия зависит от куба его радиуса. Чтобы определить, какие материалы соответствуют описанным выше критериям, определяется параметр, известный как показатель качества пучка: Mb = E^1/2 / rho, [51] где E — модуль Юнга , а rho — плотность. Лучшими материалами для лезвий являются углеродное волокно и полимеры , армированные стекловолокном ( CFRP и GFRP ). В настоящее время материалы из стеклопластика выбираются из-за их более низкой стоимости, несмотря на гораздо более высокие показатели качества углепластика. [52]

Проблемы переработки и отходов полимерных лезвий

Когда в 2017 году в Дании была снесена морская ветряная электростанция Виндебю , 99% неразлагаемого стекловолокна из 33 лопастей ветряных турбин оказалось разрезанным на контролируемой свалке Реруп недалеко от Ольборга , а в 2020 году - значительно большее количество стекловолокна, хотя это наименее экологически чистый способ обращения с отходами . [ нужна цитата ] Лопасти ветряных турбин, списанные на металлолом, станут огромной проблемой отходов в Дании и странах, которые Дания во все большей и большей степени экспортирует свои многочисленные произведенные ветряные турбины. [53] [54] [55]

« Причина, по которой многие крылья оказываются на свалке, заключается в том, что их невероятно сложно отделить друг от друга, и вам придется это сделать, если вы надеетесь переработать стекловолокно » , — говорит Ликке Марго Рикар, доцент кафедры инноваций и технологий. Руководитель технологического прогнозирования и образования в области гражданского строительства в области разработки продуктов и инноваций в Университете Южной Дании (SDU). По данным Dakofa, Датского центра компетенции по отходам и ресурсам, в датском указе об отходах нет ничего конкретного о том, как обращаться с выброшенным стекловолокном. [53] [56]

Несколько торговцев металлоломом рассказали Ingeniøren , что они работали с лопастями (крыльями) ветряных турбин, которые были измельчены после отправки на станцию ​​переработки. [57] Одной из них является компания по переработке отходов HJ Hansen, менеджер по продукту которой сообщил, что они перевезли примерно половину крыльев, полученных с 2012 года, на свалку Reno Nord в Ольборге. По его оценкам, в общей сложности там оказалось около 1000 крыльев, и сегодня до 99 процентов крыльев, которые получает компания, оказываются на свалке. [58]

С 1996 года, по оценкам Lykke Margot Ricard ( SDU ), в 2020 году в Дании было утилизировано не менее 8810 тонн лома крыльев , и проблема отходов значительно обострится в ближайшие годы, когда появится все больше и больше ветряных турбин. достигли конца своей жизни. По расчетам лектора SDU, в течение следующих 20–25 лет в сектор отходов Дании придется получить 46,4 тыс. тонн стекловолокна из лопастей ветряных турбин. [58]

Таким образом, на острове Лолланд в Дании в 2020 году 250 тонн стекловолокна из отходов ветряных турбин также высыпаются на свалку в Герринге в центре Лолланда. [ 57] [59]

В Соединенных Штатах остатки и изношенные лопасти ветряных турбин из стекловолокна отправляются на горстку свалок, которые их принимают, например, в Лейк-Миллс , штат Айова; Су-Фолс , Южная Дакота; и Каспер . [60]

Ветровые насосы

Ветряной насос в стиле Aermotor в Южной Дакоте , США
Ветряной насос на крайнем западе Нового Южного Уэльса .

Ветряные насосы использовались для перекачки воды, по крайней мере, с 9-го века на территории современного Афганистана , Ирана и Пакистана . [19] Использование ветряных насосов получило широкое распространение во всем мусульманском мире , а затем распространилось на Восточную Азию ( Китай ) и Южную Азию ( Индия ). [61] Позднее ветряные мельницы широко использовались в Европе, особенно в Нидерландах и Восточной Англии , начиная с позднего средневековья , для осушения земель в сельскохозяйственных или строительных целях.

«Американская ветряная мельница», или «ветродвигатель», была изобретена Дэниелом Халладеем в 1854 году [62] и использовалась в основном для подъема воды из колодцев. Более крупные версии также использовались для таких задач, как распиловка древесины, измельчение сена, а также лущение и измельчение зерна. [62] В ранней Калифорнии и некоторых других штатах ветряная мельница была частью автономной бытовой системы водоснабжения, которая включала вырытый вручную колодец и деревянную водонапорную башню, поддерживающую резервуар из красного дерева, обнесенный деревянной обшивкой, известный как резервуарный цех . В конце 19 века стальные лезвия и стальные башни заменили деревянную конструкцию. На пике своего развития в 1930 году в эксплуатации находилось около 600 000 единиц. [63] Такие фирмы, как US Wind Engine and Pump Company, Challenge Wind Mill and Feed Mill Company, Appleton Manufacturing Company, Star, Eclipse , Fairbanks-Morse , Dempster Mill Manufacturing Company и Aermotor , стали основными поставщиками в Северной и Южной Америке. Эти ветряные насосы широко используются на фермах и ранчо в США, Канаде, Южной Африке и Австралии. Они имеют большое количество лопастей, поэтому медленно вращаются со значительным крутящим моментом при слабом ветре и саморегулируются при сильном ветре. Редуктор наверху башни и коленчатый вал преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательные ходы, переносимые вниз через шток к цилиндру насоса внизу. Такие мельницы перекачивали воду и приводили в действие комбикормовые заводы, лесопилки и сельскохозяйственную технику.

В Австралии братья Гриффитс в Тувумбе производили ветряные мельницы американского образца с 1876 года, под торговым названием «Ветряные мельницы Южного Креста», использовавшиеся с 1903 года. Они стали символом австралийского сельского сектора, используя воду Большого Артезианского бассейна . [64] Другим известным производителем была Metters Ltd. из Аделаиды , Перта и Сиднея .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Ветряная мельница". Merriam-webster.com. 31 августа 2012 года . Проверено 15 августа 2013 г.«мельница или машина, приводимая в движение ветром, обычно действующим на косые лопасти или паруса, исходящие от горизонтального вала, особенно: (а) водяной насос с приводом от ветра или электрический генератор, (б) колесо с приводом от ветра ветряной мельницы».
  2. ^ Глик, Томас Ф., Стивен Ливси и Фейт Уоллис. Средневековая наука, техника и медицина: энциклопедия. Рутледж, 2014, 519.
  3. ^ География, пейзаж и мельницы. Государственный университет Пенсильвании.
  4. ↑ Ахмед, Шамим (10 июля 2015 г.). «Амстердам • Северная Венеция». theindependentbd.com . Независимый. Архивировано из оригинала 15 июня 2022 года . Проверено 15 июня 2022 г.
  5. ^ "Голландская ветряная мельница, производящая кустарный хлеб" . Би-би-си . Проверено 8 февраля 2021 г.
  6. ^ Шеперд, Деннис Г. (декабрь 1990 г.). «Историческое развитие ветряной мельницы». Отчет подрядчика НАСА . Корнелльский университет (4337). CiteSeerX 10.1.1.656.3199 . дои : 10.2172/6342767. 
  7. ^ Дитрих Лорманн, "Von der östlichen zur Westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte , Vol. 77, выпуск 1 (1995), стр. 1–30 (10 и далее).
  8. ^ А. Г. Драхманн, «Ветряная мельница героя», Центавр , 7 (1961), стр. 145–151.
  9. ^ аб Шеперд, Деннис Г. (декабрь 1990 г.). «Историческое развитие ветряной мельницы». Отчет подрядчика НАСА . Корнелльский университет (4337). Бибкод : 1990cuni.reptR....S. CiteSeerX 10.1.1.656.3199 . дои : 10.2172/6342767. hdl : 2060/19910012312 . 
  10. ^ Лукас, Адам (2006). Ветер, вода, работа: древние и средневековые технологии фрезерования . Издательство «Брилл». п. 105. ИСБН 90-04-14649-0.
  11. ^ Элдридж, Фрэнк (1980). Ветровые машины (2-е изд.). Нью-Йорк: Litton Educational Publishing, Inc., с. 15. ISBN 0-442-26134-9.
  12. ^ Шеперд, Уильям (2011). Производство электроэнергии с использованием энергии ветра (1-е изд.). Сингапур: World Scientific Publishing Co. Pte. ООО с. 4. ISBN 978-981-4304-13-9.
  13. ^ «Часть 1 — Ранняя история до 1875 года». Архивировано из оригинала 2 октября 2018 г. Проверено 31 июля 2008 г.
  14. ^ "Панамон (Ветряная мельница драгового типа)" . Архивировано из оригинала 25 октября 2008 г. Проверено 31 июля 2008 г.
  15. ^ аб Уэйлс, Р. Горизонтальные ветряные мельницы. Лондон, Труды Общества Ньюкомена, том. XL 1967–68, стр. 125–145.
  16. ^ Ахмед, Макбул; Искандар, Аризона (2001). Наука и технологии в исламе: Точные и естественные науки (Мягкая обложка) . Паб ЮНЕСКО. п. 80. ИСБН 9789231038303. Проверено 27 декабря 2021 г.
  17. ^ Дитрих Лорманн, "Von der östlichen zur Westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte , Vol. 77, выпуск 1 (1995), стр. 1–30 (8)
  18. ^ Клаус Фердинанд, «Горизонтальные ветряные мельницы Западного Афганистана», Folk 5, 1963, стр. 71–90. Ахмад И. Хасан , Дональд Рутледж Хилл (1986). Исламские технологии: иллюстрированная история , с. 54. Издательство Кембриджского университета . ISBN 0-521-42239-6 . 
  19. ^ Аб Лукас, Адам (2006). Ветер, вода, работа: древние и средневековые технологии фрезерования . Издательство «Брилл». п. 65. ИСБН 90-04-14649-0.
  20. ^ Дональд Рутледж Хилл , «Машиностроение на Средневековом Ближнем Востоке», Scientific American , май 1991 г., стр. 64–69. (ср. Дональд Рутледж Хилл , машиностроение)
  21. ^ "Асбад (ветряная мельница) Ирана" . Центр всемирного наследия ЮНЕСКО .
  22. ^ Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 4, Физика и физические технологии, Часть 2, Машиностроение . Тайбэй: Caves Books Ltd., с. 560.
  23. ^ Хиллс, Р.Л. Энергия ветра: история технологии ветряных мельниц, издательство Кембриджского университета, 1993 г.
  24. ^ Бродель, Фернан (1992). Цивилизация и капитализм, 15–18 века, Том. Я: Структура повседневной жизни. Издательство Калифорнийского университета. п. 358. ИСБН 9780520081147.
  25. ^ Фаррох, Каве (2007), Тени в пустыне , Osprey Publishing, стр. 280, ISBN 978-1-84603-108-3Линн Уайт-младший. Средневековые технологии и социальные изменения (Оксфорд, 1962), с. 86 и с. 161–162. Бент Соренсен (ноябрь 1995 г.), «История и недавний прогресс в использовании энергии ветра», Annual Review of Energy and the Environment , 20 (1): 387–424, doi : 10.1146/annurev.eg.20.110195.002131
  26. ^ Лукас, Адам (2006), Ветер, Вода, Работа: древние и средневековые технологии фрезерования , Brill Publishers, стр. 106–7, ISBN 90-04-14649-0
  27. ^ Лоуренс Тернер, Рой Грегори (2009). Ветряные мельницы Йоркшира. Катрин, Восточный Эйршир: Stenlake Publishing. п. 2. ISBN 9781840334753. Архивировано из оригинала 01.11.2019 . Проверено 13 февраля 2013 г.
  28. ^ Линн Уайт-младший, Средневековые технологии и социальные изменения (Оксфорд, 1962), с. 87.
  29. ^ Сатьяджит, Мэтью (2006). Ветроэнергетика: основы, анализ ресурсов и экономика . Шпрингер Берлин Гейдельберг . стр. 1–9. ISBN 978-3-540-30905-5.
  30. ^ Хиллз, Энергия ветра: история технологии ветряных мельниц, (1996), 65.
  31. ^ Мартин Уоттс (2006). Ветряные мельницы. Издательство Оспри. п. 55. ИСБН 978-0-7478-0653-0.[ постоянная мертвая ссылка ]
  32. ↑ Эрих Хау (26 февраля 2013 г.). Ветровые турбины: основы, технологии, применение, экономика. Springer Science & Business Media. стр. 7–. ISBN 978-3-642-27151-9.
  33. ^ «История ветряных мельниц: Часть 2 - Технология ветряных мельниц» . 27 сентября 2022 г. Проверено 29 марта 2023 г.
  34. ^ abc «Ветряные заводы: история (и будущее) промышленных ветряных мельниц». Журнал «Низкие технологии» . 8 октября 2009 года . Проверено 15 августа 2013 г.
  35. ^ «Парус ветряной мельницы - различные типы парусов ветряной мельницы» . www.historyofwindmills.com . Проверено 21 февраля 2022 г.
  36. ^ Уэйлс, Рекс (1954), Английская ветряная мельница , Лондон: Routledge & Kegan Paul, стр. 99–104.
  37. ^ «На мрачной церемонии голландцы получают первые останки жертв MH17» . CNN . 23 июля 2014 года . Проверено 24 июля 2014 г.
  38. ^ Грегори, Р. Промышленная ветряная мельница в Великобритании. Филлимор, 2005 г.
  39. ^ Викторианская ферма , Эпизод 1. Режиссер и продюсер Наоми Бенсон. Телевидение Би-би-си
  40. ^ аб Эндедейк, Л. и другие. Моленс, Де Ньюве Штокхейзен. Бродит. 2007. ISBN 978-90-400-8785-1 . 
  41. ^ «Местные ветряные мельницы». Mostertsmill.co.za. Архивировано из оригинала 8 августа 2013 года . Проверено 15 августа 2013 г.
  42. ^ Шеклтон, Джонатан. «Первое в мире для Шотландии дает студенту-инженеру урок истории». Университет Роберта Гордона. Архивировано из оригинала 17 декабря 2008 года . Проверено 20 ноября 2008 г.
  43. ^ [Анон, 1890, 'Mr. Ветряная мельница Браша «Динамо», Scientific American, том 63, вып. 25, 20 дек, с. 54]
  44. ^ История ветроэнергетики в Катлере Дж. Кливленде, (редактор) Энциклопедия энергетики, том 6 , Elsevier, ISBN 978-1-60119-433-6 , 2007, стр. 421–422 
  45. ^ Эрих Хау, Ветровые турбины: основы, технологии, применение, экономика , Birkhäuser, 2006 ISBN 3-540-24240-6 , стр. 32, с фото 
  46. ↑ Возвращение ветроэнергетики в Дедушку Ноб и округ Ратленд. Архивировано 28 августа 2008 года в Wayback Machine , Noble Environmental Power, LLC, 12 ноября 2007 года. Получено с веб-сайта Noblepower.com 10 января 2010 года. Комментарий: это настоящее название горы. турбина была построена, если вам интересно.
  47. ^ «Глобальная установленная мощность в 2018 году» . ГВЭК. Архивировано из оригинала 27 июля 2019 года . Проверено 22 марта 2019 г.
  48. ^ Нг К., Ран Л. «Морские ветряные электростанции: технологии, проектирование и эксплуатация» Woodhead Publishing (2016)
  49. ^ Пол Бриз, Глава 11 - Энергия ветра, «Технологии производства энергии (второе издание)», Newnes, 2014, страницы 223-242, ISBN 9780080983301 , https://doi.org/10.1016B978-0-08-098330-1.00011 -9. 
  50. ^ Мишнаевский, Леон и др. «Материалы для лопастей ветряных турбин: обзор». Материалы том. 10,11 1285. 9 ноября 2017, doi:10.3390/ma10111285
  51. ^ HR Шерклифф, М. Ф. Эшби, «Упругие конструкции в проектировании», Справочный модуль по материаловедению и материаловедению, Elsevier, 2016, ISBN 9780128035818 , https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.02944- 1. 
  52. ^ Эннис, Келли и др. «Оптимизированные композиты из углеродного волокна в конструкции лопастей ветряных турбин» Министерство энергетики США (2019), https://www.energy.gov/eere/wind/downloads/optimized-carbon-fiber-composites-wind-turbine-blade-design
  53. ^ ab «Первый парк развлечений находится в Ольборге». plast.dk (на датском языке). 25 октября 2021 г. Проверено 12 сентября 2022 г.
  54. ^ "Только и видно об экспорте | Ветер Дании" . winddenmark.dk (на датском языке) . Проверено 15 сентября 2022 г.
  55. ^ "Арбейдспладсер и экспорт | Ветер Дании" . winddenmark.dk (на датском языке) . Проверено 15 сентября 2022 г.
  56. ^ Олифант, Луиза; Фредстед, Расмус; Мёгельбьерг 5, Себастьян Химмельструп и Томас (17 апреля 2020 г.). «Стекловолокно из Виндеби Хавмёллепарка в Ольборге». Ingeniøren (на датском языке) . Проверено 12 сентября 2022 г.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  57. ^ аб Тиирикайнен, Мортен. «Политическая политика: Rester fra vindmøller dumpes i Jorden». TV2 ØST (на датском языке) . Проверено 15 сентября 2022 г.
  58. ^ ab "Vindmøllevinger ender i deponi". Энергоснабжение ДК . Проверено 12 сентября 2022 г.
  59. ^ Остергаард, Каспер Ларсен Йенс. «Bagsiden of den Grønne Strøm - Vindmøllerester Graves ned i Jorden». TV2 ØST (на датском языке) . Проверено 15 сентября 2022 г.
  60. ^ Крис, Мартин (2020). «Лопасти ветряных турбин не подлежат вторичной переработке, поэтому они накапливаются на свалках». Блумберг .
  61. ^ Хилл, Дональд (май 1991 г.). «Машиностроение на Средневековом Ближнем Востоке». Научный американец . 264 (5): 64–69. Бибкод : 1991SciAm.264e.100H. doi : 10.1038/scientificamerican0591-100.(ср. Дональд Рутледж Хилл , машиностроение )
  62. ^ Аб Клементс, Элизабет (14 февраля 2003 г.). «Исторические повороты в городе ветряных мельниц». Новости Ферими . Управление науки/Министерство энергетики США . Проверено 25 января 2015 г.
  63. ^ Гайп, Пол (1995). Энергия ветра достигает зрелости . Джон Уайли и сыновья. стр. 123–127. ISBN 0-471-10924-Х.
  64. ^ Милле, Брюс (1984). «Триумф семьи Гриффитс» . Проверено 10 декабря 2013 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

В Wikisource есть текст статьи « Ветряная мельница » из « Справочника для новых студентов ».
Викискладе есть медиафайлы по теме ветряных мельниц .