Zegar hydrauliczny

Zegara hydrauliczny jest zegar starego typu, co sprawia, że jest możliwe określenie czasu od przepływu przez mały otwór, od cieczy zawartej w pojemniku.

Od samego początku, w starożytności , używanym płynem była woda, stąd czasami nazwa „zegar wodny”. Później mogliśmy znaleźć zegary rtęciowe , zwłaszcza w pismach arabskich lub chińskich , ale fakt jest najwyraźniej anegdotyczny.

Pierwsze zegary hydrauliczne wywodziły się z prostej klepsydry, która była związana ze wskaźnikiem czasu, mniej lub bardziej wyrafinowanym (głównie stopniowana skala); Na przestrzeni wieków napotkamy różne typy zegarów hydraulicznych, monumentalne lub nie, z komplikacjami związanymi z animowaniem szkiców lub wybijaniem, na przykład, określonej godziny.
Dziś ludzka wyobraźnia wciąż tworzy oryginalne okazy, które warto podkreślić.

Aby uzyskać szybki przegląd tych maszyn, zobacz stronę Zegar (horologium) .

Etymologia i typologia

Pole leksykalne

W języku łacińskim zegar hydrauliczny jest tłumaczony przez horologium ex aqua lub aqua horologium, a czasem nawet przez solarium .
W języku greckim zegar hydrauliczny, podobnie jak zegar słoneczny, jest najczęściej nazywany ώρολόγιον .

Dla informacji, angielskie tłumaczenie, zegar wodny dotyczy klepsydry i zegarów hydraulicznych w przeciwieństwie do francuskiej tradycji, która ma tendencję do nadawania nazwy clepsydra każdemu instrumentowi hydraulicznemu pozwalającemu na tłumaczenie czasu (czasu trwania lub pomiaru).

Typologia

W zależności od konstrukcji wyróżniamy kilka rodzajów zegarów hydraulicznych:

Wszyscy po imieniu muszą wskazywać godzinę .

Zasady

Od czasu powstania klepsydry, człowiek zauważył, że prędkość wypływu wody z wazonu była zależna od wysokości płynu znajdującego się w środku oraz w mniejszym stopniu od jego temperatury. Przeanalizujmy przepływ, pomijając temperaturę.

Pływ

Rozważmy naczynie o stałym pionowym kształcie, na przykład cylinder zawierający płyn, taki jak woda lub rtęć. Mały otwór w kierunku podstawy pojemnika, w jego cienkiej ściance, umożliwia przepływ cieczy. Ten przepływ nie jest stały; zależy to od wysokości płynu nad kryzą.
Jeśli oznaczymy: v prędkość przepływu, H wysokość płynu, g przyspieszenie ziemskie, jak również d szybkości przepływu, s sekcję otworową i k współczynnik skurczu, mamy:



Wzory, w których prędkość przepływu v jest określona wzorem Torricellego  ; można również zauważyć, że natężenie przepływu d jest funkcją współczynnika k (przyjmujemy ogólnie k = 0,6) i prędkości, a tym samym wysokości płynu, a zatem natężenie przepływu jest zmienne w całym przepływie.

Problematyczny

Zegar hydrauliczny wskazujący czas musi:

  1. mieć stały przepływ umożliwiający godzinowy podział objętości przepływającej cieczy, który można uzyskać na różne sposoby:
    1. zawsze mieć stałą h w zbiorniku, z którego wypływa płyn, np. z zasilaniem 1) z przelewem, 2) z syfonem pływakowym;
    2. nadanie zbiornikowi odpowiedniego, rozszerzonego kształtu, umożliwiającego przepływ ze stałą prędkością, co zostanie wypróbowane już w starożytnym Egipcie z „klepsydrą” z Karnaku , ale teoretyzuje się to dopiero znacznie później.
  2. jeśli h nie jest stałe i jeśli kształt naczynia jest nieodpowiedni, naczynie o dowolnym kształcie można zawsze wyskalować w godzinach, kalibrując się na zegarze innego typu lub później za pomocą reguł matematycznych.

Jeśli chodzi o wpływ temperatury na przepływ, stwierdzono, że maszyny te pracowały nieco szybciej latem niż zimą. Wynika to ze spadków ciśnienia, które zmieniają się w zależności od lepkości , która sama zmienia się w zależności od temperatury (większa w niskiej temperaturze). Aby uniknąć tych specyficznych różnic, zegary umieszczono w mniej więcej izotermicznych budynkach.

Kategorie

Ewolucja zegarów hydraulicznych wraz z ich charakterystyką zostanie pogrupowana w przybliżeniu w porządku chronologicznym, odpowiadającym różnym okresom naszej historii, od starożytności do czasów współczesnych, a mianowicie:

Uwagi i odniesienia

  1. Jérôme Bonnin 2015 , s.  73-86
  2. Jacques Muller, Forma techniczna ogólnej mechaniki , Abbeville, Paillart (drukarz), 1965, s.  509.
  3. patrz schemat: wysokość h jest taka, że ​​między poziomem A w zbiorniku a wysokością wylotu C jest utrzymywana na stałym poziomie przez syfon zainstalowany na pływaku. Całkowita objętość wody w zbiorniku nie ma znaczenia i może się zmieniać bez wpływu na przepływ.
  4. Zobacz m.in.Varron cytowany przez Jérôme Bonnin 2015 , s.  60; zobacz także dokładność klepsydry bębnowej i ponownie angielską stronę Zegar wodny .

Załączniki

Bibliografia

Dokument użyty do napisania artykułu : dokument używany jako źródło tego artykułu.

Powiązane artykuły