Предпосылки возникновения гидроэнергетики
Первыми энергоемкими производственными процессами для человека явились подъем воды для орошения полей и размол зерна.
Рассмотрим в качестве примера зерновую мельницу. Вращение жернова требовало от работника длительной, однообразной, изнуряющей механической работы. Но, с другой стороны, именно в этой монотонной, непрерывно повторяющейся операции, не требовавшей ни мышления, ни производственного мастерства, где человек выполнял только функцию двигателя, заключалась возможность перехода к применению энергии прирученного животного или неорганической природы, и в первую очередь - энергии воды. Так возникла гидроэнергетика, приведшая к замене человека-двигателя ме- ханичес-ким двигателем [1].
История развития гидравлических двигателей может быть условно разделена на три периода. Первый - самый продолжительный: от постройки первых водяных колес (до нашей эры) (рис. 1.1) до середины 30-х гг. XIX в. Он характеризуется применением гидравлических силовых установок, в которых использовались водяные колеса разных конструкций. Механическая энергия водяных колес или использовалась на месте ее получения, или передавалась при помощи механических устройств на небольшие расстояния (обычно не более нескольких десятков метров).
Второй период - с середины 30-х до начала 90-х гг. Х1Х в. В это время был осуществлен переход к водяной турбине, изучены происходящие в ней процессы, усовершенствована ее конструкция. Водяное колесо утратило значение основного двигателя и сохранялось лишь в маломощных установках. Механическая энергия водяных турбин также использовалась на месте ее производства или в непосредственной близости к нему - в этом отношении практика применения водяных турбин еще не дала энергетике чего-либо принципиально нового по сравнению с тем, что она получила от водяных колес.
Решение проблемы передачи электрической энергии на расстояние - конец Х1Х в. - положило начало третьему этапу в истории использования гидравлической энергии, который продолжается до настоящего времени. Данный период характеризуется использованием водяных турбин в гидросиловых установках: осуществляется превращение механической энергии на месте ее получения в энергию электрическую, передаваемую к месту ее потребления на различные расстояния.
Гидравлические машины, превращающие механическую энергию движения воды в энергию движения вращающегося вала, можно разделить на две основные группы: первичные гидравлические двигатели и устройства для передачи и распределения энергии с помощью промежуточной жидкой среды. К первой группе относятся водяные колеса и гидравлические турбины, создающие непрерывное вращательное движение рабочего вала, водостолбовые машины, гидравлические тараны, а также двигатели, использующие энергию приливов. Ко второй группе относятся гидравлические прессы, гидроприводы и различные виды гидропередач, которые получили значительное распространение в современном машино- и аппаратостроении.
