Vodní kolo

26. března 2012 v 19:02 |  Pokusy ve Fyzice
Člověk odedávna využíval energii proudící vody, vodní kola jsou jedním z nejstarších pohonných mechanismů. Dodnes se zachovaly staré vodní mlýny, v současné době roztáčí voda turbíny ve vodních elektrárnách. Jednoduché vodní kolo si však můžeme postavit i na potůčku u chalupy nebo v kuchyňském dřezu.
1. Klapající mlýnek
Základní potřeby:
  • 3 dřevěné kůly se špicí
  • odřezek silného prkna
  • prkénka na lopatky
  • tyčka - osa mlýnku
  • dřevěná lišta s palicí
  • 2 ocelová oka, spojovací materiál
Konstrukce mlýnku:
Nejprve vybereme vhodné místo pro vybudování mlýnku. Podle situace zvolíme pohánění vodou z korýtka (tzv. kolo na svrchní vodu), nebo necháme lopatky kola shora zasahovat do vodního proudu (kolo na spodní vodu). Všechny dále uvedené rozměry je možno pozměnit podle konkrétních podmínek. Asi 30 cm od sebe zatlučeme dva kůly pro uložení osy mlýnku. Shora do nich zašroubujeme ocelová oka (k dostání v železářství), ve kterých se bude osa odříznutá z násady smetáku otáčet. Z prkének zhotovíme 6 lopatek o rozměrech asi 15 x 10 cm. Z odřezku silného prkna vyřízneme šestiúhelník, uprostřed vyvrtáme otvor pro osu a uděláme zářezy pro zasunutí lopatek. Zářezy musí být těsné, aby v nich lopatky dobře držely. Šestiúhelník nasuneme na osu a vruty či hřebíčky jej zajistíme proti otáčení, do zářezů zasuneme všech šest lopatek. Všechny dřevěné spoje lepíme vodovzdorným lepidlem (Herkules apod.). Po dobrém zaschnutí lepidla mlýnek na potůčku vyzkoušíme a opravíme případné nedostatky.
Vodní kolo bude pohánět model hamru, který v kovárnách usnadňoval zpracování železa. Na osu zasunutou do ložisek na kůlech nasuneme z obou stran zarážky vyřezané z gumového těsnění a na delší volný konec osy asymetricky upevníme do zářezu destičku - vačku z tvrdého dřeva. Zatlučeme kůl pro otáčivé uchycení dřevěné lišty s paličkou na konci a funkci celého mechanizmu doladíme. Při otáčení vodního kola vačka stlačuje konec laťky, palička na jejím druhém konci se střídavě zvedá a dopadá na vhodnou podložku. Vodní hamr přívětivě klape jako za starých časů.
2. Vodní výtah v kuchyni
Základní potřeby:
  • dřevěný hranolek
  • plastová krabička
  • korková zátka
  • špejle a dutý nýtek
  • kelímek od jogurtu upevněný na niti
Sestavení modelu:
Také v kuchyni můžeme vyzkoušet, jak pracuje proudící voda. Ve větší korkové zátce (průměr 3,5 cm) uděláme listem pilky na železo 6 zářezů pro lopatky, uprostřed vyvrtáme otvor a do něj vlepíme silnější špejli - osu. Obdélníkové lopatky 3 x 2 cm vystřihneme např. z krabičky od nanukového dortu a vlepíme do zářezů v zátce. Do dřevěného hranolku vyvrtáme otvor a do něj zasuneme dutý hliníkový nýt délky 30 mm jako ložisko osy vodního kola.Na osu nasuneme zarážku z gumového těsnění, vložíme osu s vodním kolem do otvoru nýtku a zajistíme další zarážkou.
Do zářezu ve špejli vložíme a vlepíme nit, na kterou přivážeme kelímek od jogurtu. Voda z konvičky nebo vodovodního kohoutku roztočí vodní kolo, nit se namotává na osu a kelímek - kabina výtahu stoupá vzhůru. Vyzkoušíme, jak těžký výtah je schopno toto "kuchyňské" vodní kolo zvednout.

Trochu historie:
Vodní kolo vynalezli Řekové okolo roku 100 př.n.l. Už staří Římané využívali otáčivý pohyb vodního kola k mletí obilí. V časech průmyslové revoluce před vynálezem parního stroje sloužila vodní kola jako zdroj energie k pohonu strojů v prvních továrnách a k pohonu těžních strojů v dolech.
Turbína je v podstatě vylepšené vodní kolo zkonstruované tak, aby využilo co nejvíce energie proudící vody. Nejpoužívanější jsou turbíny Kaplanova, Francisova a Peltonova. Ideální podmínky pro stavbu vodních elektráren (hydroelektráren) jsou v kopcovitých oblastech s vysokými srážkami. Přehradní hráz zadržuje vodu, která z velké výšky proudí na lopatky turbín. Množství získané energie je úměrné výškovému rozdílu, který přitom voda překoná. Kromě klasických hydroelektráren se budují také přečerpávací elektrárny.
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama