Designatio Rotae Aquaticae ad Energiam Hydroelectricam
Icon energiae hydroelectricae Energia hydroelectrica est technologia quae energiam cineticam aquae moventis in energiam mechanicam vel electricam convertit, et unum ex primis instrumentis adhibitis ad energiam aquae moventis in opus utile convertendum fuit Designum Rotae Aquaticae.
Designatio rotarum aquaticarum per tempus evoluta est, quibusdam rotis aquaticis verticaliter, quibusdam horizontaliter, quibusdam cum trochleis et dentibus dentatis elaboratis dispositis, sed omnes ad eandem functionem peragendam designatae sunt, nempe "motum linearem aquae moventis in motum rotatorium convertere, quo adhiberi possit ad quamlibet machinam sibi per axem rotantem connexam impellendam".
Designatio Rotae Aquaticae Typica
Primae machinae rotarum aquaticarum erant satis primitivae et simplices, constantes ex rota lignea verticali cum alis ligneis vel situlis circa circumferentiam aequaliter fixis, omnes in axe horizontali sustentatae, vi aquae sub ea fluentis rotam tangentialiter contra alas impellente.
Hae rotae aquaticae verticales longe superiores erant prioribus rotarum aquaticarum horizontalium designis a Graecis Aegyptiisque antiquis, quia efficacius operari poterant, momentum aquae moventis in vim convertentes. Trochleae et dentes dentes deinde rotae aquaticae adnexi sunt, quae mutationem directionis axis rotantis ab horizontali ad verticalem permittebant, ut molas movere, ligna secare, mineralia contundere, imprimere et secare, et cetera.
Genera Designandi Rotarum Aquaticarum
Pleraeque rotae aquaticae, etiam Molae Aquaticae vel simpliciter Rotae Aquaticae appellatae, sunt rotae verticaliter positae circa axem horizontalem rotantes, et huiusmodi rotae aquaticae secundum modum quo aqua rotae applicatur, respectu axis rotae, classificantur. Ut fortasse exspectas, rotae aquaticae sunt machinae relative magnae quae celeritatibus angularibus parvis rotantur, et efficientiam humilem habent, propter damna per frictionem et impletionem incompletam sitularum, etc.
Actio aquae contra rotas, sive situlae sive palas, momentum rotatorium in axe creat, sed aqua ad has palas et situlas ex diversis locis in rota dirigendo, celeritas rotationis et efficacia eius augeri possunt. Duo genera rotarum aquaticarum vulgatissima sunt "rota aquatica infra iacta" et "rota aquatica supra iacta".
Designatio Rotae Aquaticae Subiectae
Rota aquatica subterranea, quae etiam "rota fluviatilis" appellatur, erat genus rotae aquaticae a Graecis et Romanis antiquis designatum frequentissime adhibitum, cum sit simplicissima, vilissima et facillima ad construendum.
In hoc genere designationis rotae aquaticae, rota simpliciter directe in flumen celeriter fluens ponitur et desuper sustentatur. Motus aquae infra actionem impulsivam contra palas submersas in parte inferiore rotae creat, permittens ei rotam in una tantum directione respectu directionis fluxus aquae.
Hoc genus designationis rotae aquaticae plerumque in locis planis sine naturali declivitate terrae vel ubi fluxus aquae satis celeriter movetur adhibetur. Comparatum cum aliis designis rotarum aquaticarum, hoc genus designationis valde inefficax est, cum tantum 20% energiae potentialis aquae ad rotam actu rotandam adhibeatur. Praeterea, energia aquae semel tantum ad rotam rotandam adhibetur, post quod cum reliqua aqua effluit.
Aliud incommodum rotae aquaticae infra protrusae est quod magnas quantitates aquae celeriter moventis requirit. Quapropter, rotae aquaticae infra protrusae plerumque ad ripas fluminum sitae sunt, quia rivi minores non satis energiae potentialis in aqua movente habent.
Una via ad efficientiam rotae aquaticae infra protuberatae paulum augendam est partem aquae in flumine per canalem angustum vel ductum derivare, ita ut centum centesimae aquae derivae ad rotam rotandam adhibeantur. Ad hoc efficiendum, rota infra protuberata angusta esse debet et accuratissime intra canalem aptari, ne aqua per latera effugiat, vel numerum vel magnitudinem remorum augendo.
Designatio Rotae Aquaticae Superatae
Rota aquatica superfusa (vel "superius demissa") est genus rotae aquaticae frequentissimum. Rota aquatica superfusa (vel "superius demissa") in constructione et forma magis implicata est quam prior rota aquatica subfusa, cum situlae vel parva compartimenta ad aquam et capiendam et retinendam utatur.
Hae situlae aqua a summo rotae influente implentur. Pondus gravitatis aquae in situlis plenis rotam circum axem suum centralem rotare facit, dum situlae vacuae in altera parte rotae leviores fiunt.
Hoc genus rotae aquaticae gravitatem adhibet ad augendam vim aquae necnon ad augendam ipsam aquam, itaque rotae aquaticae supra impulsae multo efficaciores sunt quam rotae infra impulsae, quia fere tota aqua et eius pondus ad producendam vim adhibentur. Attamen, ut antea, energia aquae semel tantum ad rotam movendam adhibetur, post quod cum reliqua aqua effluit.
Rotae aquaticae super flumen vel rivum suspenduntur et plerumque in lateribus collium construuntur, aquam desuper praebentes, cum altitudine humili (spatio verticalis inter aquam in summo et flumen vel rivum infra) inter 5 et 20 metra. Parva agger vel cataracta construi et adhiberi potest ad aquam ad summum rotae et ad celeritatem augendam, ei plus energiae dans, sed volumen aquae, non celeritas, rotam rotare iuvat.
Generaliter, rotae aquaticae superfusae quam maximae construuntur ut maxima distantia aquae ad rotam movendam praebeatur. Attamen rotae aquaticae magni diametri propter pondus rotae et aquae difficiliores et sumptuosiores sunt ad construendum.
Cum singulae situlae aqua implentur, pondus gravitatis aquae rotam in directionem fluxus aquae rotare facit. Cum angulus rotationis propius ad imum rotae accedit, aqua intra situlam in flumen vel rivum infra effunditur, sed pondus sitularum post eam rotantium rotam in celeritate sua rotationis continuare facit. Situla vacua circa rotam rotantem pergit donec iterum ad summum pervenit, parata ut plus aqua impleatur, et cyclus repetitur. Unum ex incommodis designationis rotae aquaticae superfusae est quod aqua semel tantum adhibetur dum super rotam fluit.
Designatio Rotae Aquaticae Pitchback
Designatio rotae aquaticae "Pitchback" variatio est prioris rotae aquaticae "overshot", quia etiam pondus gravitatis aquae ad rotam rotandam adhibet, sed etiam fluxum aquae residuae infra se ad impulsum additum dandum adhibet. Hoc genus designationis rotae aquaticae systema immissionis humilis capitis adhibet, quod aquam prope summum rotae ex canali superiore praebet.
Dissimilis rotae aquaticae superfusae, quae aquam directe super rotam dirigit, eam in directionem fluxus aquae rotandam faciens, rota aquatica retrorsum inclinata aquam verticaliter deorsum per infundibulum et in situlam inferiorem immittit, rotam in directionem oppositam fluxui aquae supra rotare faciens.
Sicut in rota aquatica supra impulsa priori, pondus gravitatis aquae in situlis rotam rotam rotare facit, sed contra horologium. Cum angulus rotationis imum rotae appropinquat, aqua intra situlos inclusa infra evacuatur. Dum situla vacua rotae adhaeret, cum rota, ut antea, rotari pergit, donec iterum ad summum perveniat, parata ut plus aqua impleatur, et cyclus repetitur.
Differentia hac vice est quod aqua sordida e situla rotante evacuata in directionem rotae rotantis fluit (cum nusquam alibi ire possit), simile principio rotae aquaticae infra impulsae. Itaque commodum principale rotae aquaticae retrorsum inclinatae est quod energiam aquae bis utitur, semel desuper et semel deorsum ad rotam circa axem suum centralem rotandam.
Ita fit ut efficacia designationis rotae aquaticae magnopere augeatur ad plus quam 80% energiae aquae, cum haec rota et pondere gravitatis aquae advenientis et vi sive pressione aquae desuper in situlas directae, necnon fluxu aquae sordidae infra contra situlas prementi, impellitur. Incommodum autem rotae aquaticae inclinatae est quod ordinationem aquae supplendam paulo complexiorem directe supra rotam cum canaliculis et foraminibus requirit.
Designatio Rotae Aquaticae Pectoris Iactae
Rota aquatica pectoralis est alia forma rotae aquaticae verticaliter positae, ubi aqua in situla intrat circiter ad medium axis, vel paulo supra, et deinde exit per fundum in directionem rotationis rotarum. Generaliter, rota aquatica pectoralis adhibetur in condicionibus ubi altitudo aquae non sufficit ad rotam aquaticam overshot vel pitchback desuper impellendam.
Incommodum hic est quod pondus gravitatis aquae tantum per quartam fere partem rotationis adhibetur, dissimilis antea quod per dimidiam rotationem adhibebatur. Ad hanc humilem altitudinem capitis superandam, situlae rotarum aquaticarum latiores fiunt ut copia necessaria energiae potentialis ex aqua extrahatur.
Rotae aquaticae iaculatae in pectore fere idem pondus gravitatis aquae adhibent ad rotam movendam, sed cum altitudo aquae fere dimidia sit altitudo typicae rotae iaculatae superius, situlae multo latiores sunt quam priores designationes rotarum aquaticarum ad augendum volumen aquae in situlis captae. Incommodum huius generis designationis est augmentum latitudinis et ponderis aquae a situla portatae. Sicut in designatione retrorsum inclinata, rota iaculata in pectore energiam aquae bis utitur, quia rota aquatica ita designata est ut in aqua sedeat, permittens aquae residuae rotationi rotae adiuvare dum flumine defluit.
Electricitatem Rota Aquatica Generare
Historice rotae aquaticae ad farinam, frumenta, et alia eiusmodi opera mechanica adhibitae sunt. Sed rotae aquaticae etiam ad electricitatem generandam adhiberi possunt, quod systema hydroelectricum appellatur. Generatore electrico cum axe rotae aquaticae coniuncto, sive directe sive indirecte utens cingulis et trochleis, rotae aquaticae ad vim generandam continue viginti quattuor horas per diem adhiberi possunt, dissimiliter energiae solari. Si rota aquatica recte designatur, systema hydroelectricum parvum vel "micro" satis electricitatis producere potest ad illuminationem et/vel apparatus electricos in domo media potentia producendos.
Generatores rotarum aquaticarum quaere, qui ad optimam vim celeritate relative parva producendam designati sunt. In parvis inceptis, parvus motor DC ut generator lentae celeritatis vel alternator autocineticus adhiberi potest, sed hi ad celeritates multo maiores operandas designati sunt, ita aliqua forma rotarum dentatarum requiri potest. Generator turbinae venti generatorem rotae aquaticae idealem facit, cum ad operationem lentae celeritatis et magnae vie designatus sit.
Si flumen vel rivus satis celeriter fluens prope domum vel hortum tuum est quo uti potes, systema parvae aquae potentiae melior alternativa esse potest quam aliae formae fontium energiae renovabilis, ut "Energia Venti" vel "Energia Solis", cum multo minorem detrimentum visualem habeat. Sicut etiam energia venti et solaris, cum systemate generationis parvae aquae rotae designato et reti connexo, quaevis electricitas quam generas sed non uteris societati electricae vendi potest.
In proximo documento de Energia Hydroelectrica, varia genera turbinarum, quae ad designum rotae aquaticae nostrae ad energiam hydroelectricam generandam adiungere possumus, inspiciemus. Si plura de Designo Rotae Aquaticae et quomodo electricitatem tuam vi aquae utens generare possis, vel si plura de energia hydroelectrica de variis designis rotarum aquaticarum praesto obtines, vel si commoda et incommoda energiae hydroelectricae exploras, tum "Hic Preme" ut exemplar tuum hodie ab Amazonia de principiis et constructione rotarum aquaticarum, quae ad electricitatem generandam adhiberi possunt, ordines.
Tempus publicationis: XXV Iunii MMXXI
