يمكن للريح أن تخلق وتدمر ، ويمكن أن تساعد ، ويمكن أن تدمر أيضًا. تهب الرياح باستمرار على الأرض. في هذا الدرس ، سوف نتعلم سبب هبوب الرياح ، وكيفية تحديد قوة الرياح واتجاهها باستخدام ريشة الطقس ومقياس شدة الرياح. ما هو دور الريح في الحياة و النشاط الاقتصادييا رجل ، ما هي أنواع الرياح الموجودة.

الموضوع: الطبيعة غير الحية

حركة الهواء الدافئ والبارد على الأرض مستمرة.

أرز. 2. مخطط تكوين رياح ثابتة ()

تعتبر الرياح ظاهرة طبيعية ، ولكن يمكن ملاحظة حركة الهواء هذه حتى في الداخل. إذا فتحت باب الغرفة وجلبت شمعة مضاءة إلى الفتحة ، فإن شعلةها ستنحرف نحو الممر. تثبت هذه التجربة أن الهواء الدافئ للغرفة قد ارتفع إلى أعلى وخرج إلى الممر ، وحل محله الهواء البارد بالأسفل. لذلك ، إذا تم وضع شمعة على الأرض ، فإن شعلة الشمعة ستنحرف باتجاه الغرفة ، مشيرة إلى اتجاه حركة الهواء البارد.

أرز. 3. خبرة في تحديد اتجاه الرياح في الغرفة ()

خلال النهار ، ترتفع درجة حرارة الأرض بشكل أسرع وأقوى من الماء. لكنه يبرد بشكل أسرع أيضًا. لذلك ، تختلف درجة الحرارة فوق البحر والأرض: خلال النهار يكون الهواء أكثر دفئًا فوق اليابسة ، وفي الليل يكون أكثر دفئًا فوق البحر.

لذلك ، خلال النهار ، ينتقل الهواء البارد القادم من البحر إلى اليابسة (تسمى هذه الرياح نسيم النهار) ، وفي الليل تهب الرياح في الاتجاه المعاكس - من اليابسة إلى البحر (هذا نسيم ليلي).

أرز. 4. أ - نسيم النهار ، ب - نسيم الليل ()

كيف المزيد من الاختلافدرجات الحرارة في مناطق مختلفة من العالم ، كلما زادت سرعة حركة الكتل الهوائية ، زادت قوة الرياح. من أجل سلامة الحياة وتسهيل التدبير المنزلي ، من المهم أن يعرف الشخص اتجاه الريح. إذا هبت الريح منطقة القطب الشمالي، ثم يجلب البرد ، وإذا كان من الاستوائية - الحرارة.

يوجد جهاز خاص يتم من خلاله تحديد اتجاه الريح - ريشة.

على ال محطات الأرصاد الجويةيتم رصد اتجاه الريح باستخدام ريشة الطقس ، والتي يتم تركيبها على ارتفاع 10 أمتار ، وتتكون من لوحة معدنية خفيفة تدور حول محورها في اتجاه معين ، تشير إلى اتجاه الريح. تأخذ الريح اسمها من جانب العالم الذي تهب منه: من الشمال - الشمال ، من الجنوب - الجنوب.

أرز. 6. تحديد اتجاه الرياح ()

لتحديد شدة الريح يوجد ايضا جهاز خاص - مقياس شدة الريح: كلما هبت الرياح أقوى ، زادت سرعة دوران القرص الدوار.

الرياح تحدث قوة مختلفة: ضعيف ، معتدل ، قوي.

أرز. 8. تحديد قوة الرياح ()

إذا كانت الريح ضعيفة ، فإن الأوراق فقط هي التي تتأرجح على الأشجار.

تهز رياح معتدلة أغصان الأشجار.

ريح قوية تحني الأشجار وتمزقها من الفروع والقمم.

هذه ظاهرة طبيعية لكنها تساعد الإنسان كثيرًا. الرياح تدفع السحب فوق الأرض ، والمطر والثلج والبرد يسقط في أماكن مختلفة. تنقل الرياح من المدن الهواء الملوث وتجلب الهواء النقي من الحقول والغابات والمروج. يجفف الطرق وينفخ أشرعة السفن ويدور الأجنحة طواحين الهواءينثر البذور وحبوب اللقاح من النباتات.

أرز. 14. الريح تحمل بذور النباتات ()

أرز. 15. ثلج هبوب الرياح ()

أرز. 16. موجات الرياح ()

أرز. 17. الأشرعة المملوءة بالرياح ()

لقد تعلم الإنسان منذ فترة طويلة استخدام طاقة الرياح: طاحونة الهواء هي مثال على تحويل طاقة الرياح إلى طاقة ميكانيكية. ولكن الآن الاقتصادية و الأنشطة المنزليةيرتبط الإنسان ارتباطًا وثيقًا بالكهرباء ، لذلك تم إنشاء مولد الرياح للحصول على الطاقة الكهربائية من طاقة الرياح. طاقة الرياح هي شكل متجدد من الطاقة ، لأنها نتيجة لنشاط الشمس. طاقة الرياح صناعة مزدهرة.

أرز. 19. هيكل مولد الرياح ()

لكن في بعض الأحيان تصل الريح قوة عظيمةيسمى إعصار. مثل هذه الرياح تكسر الأشجار ، وتهدم أسطح المنازل ، وتكسر الأسلاك ، وترفع ارتفاع الامواج. الرياح القوية في البحر تسمى عاصفة.

الإعصار أو الإعصار قوي للغاية دوامة الغلاف الجويحيث تدور الرياح حول المحور بشكل حلزوني. يأخذ شكل عمود يبلغ قطره عشرات إلى عدة مئات من الأمتار ويتراوح من عدة دقائق إلى عدة ساعات.

في أغلب الأحيان (عدة عشرات من الحالات في السنة) تُلاحظ الأعاصير في زقاق تورنادو في الولايات المتحدة - في الشريط من شمال تكساس إلى آيوا. هنا فرق درجة الحرارة بين كتل الهواء الباردة والدافئة هو الأكثر أهمية. في روسيا ، غالبًا ما تُلاحظ الأعاصير في الجزء الأوروبي ، خاصة في المنطقة الوسطى والجنوب ، ولكن ليس أكثر من مرة إلى مرتين في عدة سنوات. تسببت سلسلة من الأعاصير في أغسطس 2002 بالقرب من نوفوروسيسك في مقتل حوالي 60 شخصًا وتسببت في أضرار مادية كبيرة.

هذه رياح قوية مع الكثير من الكتل الثلجية ، مصحوبة بضعف الرؤية على الطرق وفي أي تضاريس أخرى.

الرياح من درجة حرارة عاليةو منخفض الرطوبة النسبيةالهواء في السهوب وشبه الصحاري والصحاري.

لذلك ، يمكن للريح أن تخلق وتدمر.

في الدرس التالي ، سوف نتذكر خصائص الهواء التي نعرفها بالفعل من الدروس السابقة. فكر في سلسلة من التجارب التي ستعرفنا بالخصائص الجديدة للهواء: حجمه ووزنه ومرونته. واكتشف أيضًا أين يستخدم الناس معرفتهم حول خصائص الهواء في الحياة اليومية.

1. Vakhrushev A.A.، Danilov D.D. العالم 3. م: بالاس.
2. دميتريفا نيا ، كازاكوف أ. حول العالم 3. م: دار النشر "فيدوروف".
3. بليشاكوف أ.أ. العالم المحيط 3. م: التنوير.

1. أكاديمي ().
   
2. مهرجان الأفكار التربوية درس عام» ().
   
3. الدائرة المنهجية ().

1. قم بإجراء اختبار (4 أسئلة مع ثلاث إجابات محتملة) حول موضوع "الرياح".
2. قم بإعداد تقرير عن الأعاصير في بلدنا.
3. إجراء تجارب لإثبات حركة الهواء الدافئ والبارد. صف أفعالك وملاحظاتك ونتائجك.
4. * اكتب قصة خرافية أو قصة خيالية حول موضوع "حملتني ريح دافئة".

طاقة الرياح هي المصدر الأسرع نموًا للكهرباء في العالم.

يبلغ إجمالي السعة المركبة لجميع توربينات الرياح في العالم 432 جيجاوات ، وهو ما يمثل 3٪ من إجمالي الطاقة المولدة.

إن لتسخير طاقة الرياح وتحويلها إلى كهرباء متجددة فوائد عديدة. على الرغم من أن طاقة الرياح لديها تاريخ طويلالتي يعود تاريخها إلى 5000 قبل الميلاد ، لم تكن التكنولوجيا أكثر فعالية من حيث التكلفة مما هي عليه الآن.

في الواقع ، في الأشهر الأخيرةتستخدم العديد من الدول هذه الطريقة في توليد الكهرباء.

في الدنمارك ، هذا هو 42 ٪ من إجمالي الكهرباء المنتجة ؛

في البرتغال - 27٪ ؛

في نيكاراغوا - 20٪ ؛

في إسبانيا - 19٪.

تعتبر الرياح مصدرًا للطاقة الصديقة للبيئة التي لا تحتوي على أي خصائص ملوثة أو آثار جانبية.

الطاقة من الهواء المتحرك: التسخين غير المتكافئ للمياه والأرضيخلق الريح

الرياح هي ببساطة حركة الهواء. هذا بسبب التسخين غير المتكافئ سطح الأرضالشمس لأن سطح الأرض أنواع مختلفةالأرض والماء تمتص به حرارة الشمس سرعة مختلفة. خلال النهار ، يسخن الهواء فوق الأرض أسرع من الهواء فوق الماء. يتمدد الهواء الدافئ فوق الأرض ويرتفع ، بينما يندفع الهواء البارد الثقيل ويحل محله ، مما يؤدي إلى ظهور الرياح. في الليل ، تتغير الرياح لأن الهواء يبرد على الأرض أسرع منه فوق الماء. في الوقت نفسه ، ترتفع درجة حرارة الأرض بالقرب من خط الاستواء من الشمس أكثر من الأرض بالقرب من القطبين الشمالي والجنوبي.

تقنيات توربينات الرياح

تستخدم تقنيات طاقة الرياح طاقة الرياح لأغراض عملية مثل توليد الكهرباء وشحن البطاريات وضخ المياه وطحن الحبوب. ميكانيكي أو الطاقة الكهربائيةتشكلت من خلال الطاقة الحركيةريح. تتناسب كمية طاقة الرياح مع مكعب سرعتها ، مما يعني أن الطاقة المتاحة لمولد الرياح تزيد عامل الطاقة إلى ثمانية إذا تضاعفت سرعة الرياح.

تشبه شفرات التوربينات الشفرات الموجودة في الطائرة. تدور التوربينات عندما تولد الشفرات قوة من الرياح العابرة. يعمل هذا الدوران على تشغيل المولد الذي ينتج الكهرباء.

نظرًا لأن سرعة الرياح تزيد عمومًا مع الارتفاع فوق سطح الأرض (بسبب انخفاض الاحتكاك مع الأرض) ، يتم تثبيت توربينات الرياح على برج لالتقاط المزيد من طاقة الرياح. على ارتفاع 30 مترًا أو أكثر فوق سطح الأرض ، تكون الرياح أسرع وأكثر انتظامًا.

يمكن استخدام تقنيات طاقة الرياح كتطبيقات منفصلة متصلة بالنظام الشبكة الكهربائية. تستخدم التوربينات المستقلة بشكل شائع لضخ المياه. ومع ذلك ، يستخدم المزارعون في المناطق التي تهب فيها الرياح أيضًا أنظمة رياح صغيرة لتوليد الكهرباء.

تصميم توربينات الرياح

هناك أنماط مختلفة وأحجام مختلفة من توربينات الرياح لتناسب الاحتياجات المختلفة. الأكثر شيوعًا هو النمط الذي توجد فيه التوربينات ذات الشفرتين أو الثلاثة على الجانب اللي من البرج.

هناك توربينات رياح صغيرة تستخدم ، على سبيل المثال ، لشحن البطاريات على متن يخت بقوة 250 واط وتوربينات تصل إلى 50 كيلوواط لمزارع الألبان والقرى النائية.

من حيث النسبة المئوية ، تعد طاقة الرياح حاليًا المصدر الأسرع نموًا في العالم. عززت الالتزامات القوية لخفض ثاني أكسيد الكربون تطوير طاقة الرياح في أوروبا ، في حين أن هذه فرصة لتجنب الاستيراد المستمر للوقود إلى الدول الناميةمثل الهند.

هل طاقة الرياح اقتصادية؟

طاقة الرياح هي واحدة من أكثر أنواع الكهرباء بأسعار معقولة اليوم. هو - هي . في كثير من الحالات ، يكون هذا أرخص من وجهات النظر التقليديةالوقود. تكلفة هذه الطاقة هي بنس واحد لكل كيلوواط / ساعة ، وهو سعر منافس لمحطات الطاقة الجديدة التي تعمل بالغاز. يتم إنتاج طاقة الرياح أيضًا بدون انبعاثات أو نفايات ويتم استخدامها عندما لا تتوفر المياه ، مما يجعلها الخيار الأفضل لتوليد الطاقة الجديدة.

- ستونهيدج

الريح هي أحد تلك الموارد التي تحيط بنا دائمًا وفي كل مكان. انها واحدة من أكثر ودية بيئةمصادر الطاقة البديلة والموجودة منذ آلاف السنين.

مصدر الطاقة هذا له العديد من الاستخدامات ، بعضها مألوف لك والبعض الآخر ليس كثيرًا. لذلك ، دعونا نلقي نظرة على 5 خيارات للاستخدام الذكي لطاقة الرياح:

1) توليد الطاقة باستخدام التوربينات.

يتم تركيب توربينات الرياح لالتقاط قوة الرياح وتحويلها إلى طاقة. يمكن أن يكون هذا على نطاق واسع ، مثل توربينات الرياح الموجودة في المزارع ، أو على نطاق أصغر ، مثل توربينات الرياح الفردية التي يستخدمها الناس لتوليد الطاقة للمنزل. تريد الشركات التجارية أيضًا الاستفادة من استخدام الرياح.

على سبيل المثال ، كان Sam's Club أول بائع تجزئة تم الإبلاغ عنه باستخدام عدد "كبير" من توربينات الرياح الدقيقة الخاصة به.

تعليق على الفيديو:

مقابلة مع Kim Sailors-Luster نائب رئيس Energy Walmart & Sam's Club

2) سيارات تعمل بطاقة الرياح.

ربما سمعت عن هذا مؤخرًا. قطعت مركبة تعمل بالرياح (باستخدام الطائرات الورقية ، أي طائرة ورقية قابلة للنفخ قابلة للتوجيه) مسافة 3100 ميل عبر أستراليا.

على الرغم من أنها لا تعمل بواسطة الرياح بنسبة 100 ٪ ، إلا أنها خدمت مثال جيدكيف يمكن تشغيل الآلات باستخدام مصادر الطاقة البديلة.

استخدمت مزيجًا من الرياح والطائرة الورقية والبطاريات. بشكل عام ، من المفترض أن السيارة استخدمت ما قيمته 10 إلى 15 دولارًا من الطاقة لرحلة 3100 ميل بأكملها. دعونا نواجه الأمر ، إنه ليس سيئًا على الإطلاق!

تعليق على الفيديو:

على الطريق - "مستكشف الرياح"

3) سفن الشحن التي تعمل بالرياح / الطائرات الورقية.

اخر مثال رائعيمكن العثور على طاقة الرياح في Cargill. تبنت شركة Cargill الفكرة المبتكرة المتمثلة في تركيب طائرة ورقية كبيرة على إحدى سفن الشحن الخاصة بها ووسعت نطاقها من أجل الاستفادة من قوة الرياح وبالتالي تقليل استهلاك الوقود وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

بطبيعة الحال ، تم استخدام الرياح لمئات وآلاف السنين في الملاحة بهذه "الطاقة" وللسفن الأصغر ، لكنها تُستخدم اليوم أيضًا كمصدر طاقة مساعد لسفن الشحن.

يمكنك إلقاء نظرة على مقطع فيديو قصير لهذا التصميم المبتكر المخفض للانبعاثات (انظر رابط الفيديو في المصدر).

4) الرياضات التي تستخدم طاقة الرياح.

لسنوات عديدة ، تم استخدام الريح لتعزيز حبنا للرياضة ، بالمعنى الحرفي والمجازي. كل شيء من إطلاق بسيط طائرة ورقيةللإبحار ، وركوب الأمواج بالطائرة الورقية ، والطيران الشراعي المعلق ، والتزلج الهوائي ، والتزلج بالرياح والمزيد.

تعليق على الفيديو:

فيديو عن الرياضات التي تستهلك الريح

5) مضخات المياه باستخدام طاقة الرياح.

إن استخدام الريح للمساعدة في ضخ المياه من الأرض ليس بالأمر الجديد. ولكن مع ذلك ، فهي أداة مفيدة للغاية وضرورية للغاية في بعض الأحيان عندما يتعلق الأمر بمجتمعات ودول معينة. إن استخدام طاقة الرياح أمر منطقي ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالعمل المتعلق بضخ المياه.

كانت الرياح من أولى مصادر الطاقة المستقرة التي يتقنها الإنسان.

بفضل الريح ، حدثت أشياء عظيمة الاكتشافات الجغرافيةلقد أتيحت للبشرية فرصة السفر وري الحقول وطحن الحبوب وأخيراً تعلمت تحويل الرياح إلى طاقة نظيفة على شكل كهرباء.

إذا كانت هناك سفينة نوح ، فمن المحتمل أنها أبحرت.

تم استخدام الطاقة "من فم Eol" (الشكل 4.1) لأول مرة في السفن الشراعية التي كانت بمثابة السفينة الرئيسية عربةلنقل البضائع على طول نهر النيل في مصر القديمة.

عزا الإغريق القدماء اختراع الشراع إلى نفس الشيء أوقات بعيدةعندما تم السيطرة على النار وترويض الحيوانات البرية. في سلسلة البركات الطويلة التي بارك بها بروميثيوس الجنس البشري ، ذكر أسخيليوس أيضًا الشراع:

"لقد زود السفن بأجنحة الكتان ، وقاد بجرأة عبر البحار."

من المعروف على وجه اليقين من الوثائق القديمة أنه منذ أربعة آلاف عام كان الفينيقيون الشجعان الذين عاشوا على الساحل الشرقي البحرالابيض المتوسط، بكثافة استخدام الشراع. كانت بدائية وغير كاملة ، ولكن بمساعدتها أبحر الفينيقيون إلى مصب نهر النيل ، حيث نظموا تجارة نشطة مع المصريين ، وقبل ألفين ونصف عام قاموا بأول رحلة حول إفريقيا موصوفة في التاريخ. فتحت المحيطات أمام الناس الذين أتقنوا طاقة الرياح. بداية تطوير الأراضي الجديدة ، ترتبط الأسواق الجديدة بالشراع. ساهمت طاقة الرياح في تطور الحضارة.

تم تقدير قوة الرياح واستخدامها منذ العصور القديمة في العديد من البلدان. وعلى الرغم من أن طاقة الرياح لم يتم استخدامها على الأرض على نطاق واسع كما هو الحال في البحر ، إلا أن وجود عجلات الرياح معروف بشكل موثوق به منذ آلاف السنين قبل عصرنا. على سبيل المثال ، في منطقة الإسكندرية ، تم الحفاظ على بقايا طواحين الهواء التي لا يقل عمرها عن ثلاثة آلاف عام. استخدمها البابليون لتجفيف المستنقعات ، في مصر ، في الشرق الأوسط ، في بلاد فارس ، بنوا طواحين الهواء ومصاعد المياه.

في عام 200 قبل الميلاد ، تم استخدام طواحين الهواء البسيطة ذات المحور الرأسي للدوران في بلاد فارس لطحن الحبوب ، وحتى قبل ذلك تم استخدامها في الصين.

تدور المطاحن من هذا النوع حول محور عمودي مثل قمة الغزل أو لعبة الجيروسكوب. صُنعت طواحين الهواء الفارسية القديمة عن طريق ربط حزم من القصب بإطار خشبي يدور عند هبوب الرياح. وجه الجدار المحيط بالمطحنة الريح إلى الإطار (الشكل 4.2).

ورد ذكر طاحونة هوائية في إيران عام 644 ، عندما أطلق عليه في لائحة الاتهام ضد أبو لولوع ، الذي قتل الخليفة عمر بن الخطاب ، اسم "باني طواحين الهواء". بعد أكثر من 200 عام بقليل ، ظهرت طواحين الهواء في بلدة سيتيك على الحدود بين إيران وأفغانستان.

أصبح استخدام المطاحن ذات المحور الرأسي للدوران في وقت لاحق واسع الانتشار في دول الشرق الأوسط. في وقت لاحق ، تم تطوير طاحونة ذات محور دوران أفقي ، تتكون من عشرة رفوف خشبية مزودة بأشرعة عرضية. لا يزال نوع بدائي مماثل من طاحونة الهواء مستخدمًا في العديد من دول حوض البحر الأبيض المتوسط.

في القرن الحادي عشر ، كانت طواحين الهواء تستخدم على نطاق واسع في الشرق الأوسط ، وعندما عاد الصليبيون ، جاؤوا إلى أوروبا. يعود أول ذكر لطاحونة هوائية في أوروبا ، لأول مرة في فرنسا ، إلى عام 1105: احتفظ الأرشيف بتصريح صادر عن دير معين لبناء طاحونة. تتحدث السجلات الفرنسية لعام 1180 والسجلات الإنجليزية لعام 1190 بشكل مباشر عن طواحين الهواء العاملة ، ولكن لا تتحدث على الإطلاق عن تلك التي حارب معها هيدالغو دون كيشوت من لامانشا في وقت لاحق! كانت هذه هياكل غير متقنة ذات شفرات تدور في مستوى أفقي ، مثبتة على صندوق خشبي. وفقًا لمبدأ التشغيل ، كانت المطاحن الإنجليزية والفرنسية من نفس النوع. في ألمانيا ، تم بناء أول مطحنة في عام 1393 ، وانتشرت من ألمانيا إلى دول أخرى.

تم تحسين طاحونة الهواء ، من خلال عمل العديد من الأجيال ، واكتسبت نظرة مألوفة لنا أكثر. اتضح أنه أبسط بكثير من الماء وأرخص بكثير. كان عيبه الرئيسي هو عدم تناسق حاملة الطاقة - الريح.

الريح هي مساعد متقلب ، لأنها تغير اتجاهها بسرعة وباستمرار. هذه المشكلة لفترة طويلةتدخلت في استخدام طاقة الرياح. أخيرًا ، في القرن الثالث عشر ، تم العثور على حل - الرياح

العجلة التي تدور بمساعدة رافعة بدائية وبالتالي تم استبدال الأجنحة دائمًا بالرياح. في مخطوطة عام 1270 ، المسماة "سفر مزامير طاحونة الماء" ، توجد صورة لإحدى طواحين الهواء الأولى.

ممثل التصميم المحسن في هذا الاتجاه هو طاحونة الهواء من نوع Bock (الشكل 4.3). على الإطار الخشبي السفلي ، ما يسمى بـ "Bock" ، كان جسم المطحنة يدور على مرتكز الدوران الرأسي. بمساعدة شعاع مائل للخارج ، تم تدوير جسم المطحنة ، وتم تثبيت الأجنحة في اتجاه الريح. كانت هذه المطاحن تطحن الحبوب منذ مئات السنين. كانت موثوقة وبسيطة ودائمة. إذا لزم الأمر ، يمكن للمطاحن يدويًا بمفردهمإصلاحها. من وجهة نظر اقتصادية ، كان استخدام طاحونة بوك الهوائية مربحًا للغاية بحيث لم تستطع السلطات التنحي جانباً وبدأت في طرح مطالبها. في منتصف القرن ، كان على الطحان أن يدفع لسيده الإقطاعي عُشر العائدات التي قدمتها الطاحونة. حتى أن أسقف أوترخت أعلن علنًا أن كل رياح ونسمات المقاطعة كانت ملكه الشخصي. صحيح أنه لم يحن في أيامنا هذه ما إذا كانت الرياح قد هبت أيضًا عندما أمر صاحبها بذلك. ولكن تم استخدام مطاحن Bock في كل مكان.

أ

ب

أرز. 4.3 الشكل العام(أ) والقسم (ب) من طاحونة بوك

في القرن الرابع عشر ، أصبح الهولنديون روادًا في تحسين تصميم طواحين الهواء ، حيث كانت هذه الطواحين في هولندا (هولندا) بمثابة أساس لقاعدة الطاقة. يمكننا القول إن الدولة تدين لهم بوجودها: فمعظم أراضي هولندا ("بلد منخفض" في الترجمة الحرفية) تقع تحت مستوى سطح البحر. كانت توربينات الرياح هي التي جعلت من الممكن القيام بعمل ضخم في تجفيف المستنقعات وضخ المياه. عارضت قوة الرياح قوة عنصر آخر - البحر ، الذي كان يهدد باستمرار بإغراق أرض بلد صغير.

قام الهولنديون بإجراء العديد من التحسينات على تصميم طواحين الهواء. كانت الطواحين ، كقاعدة عامة ، تحتوي على أربعة أجنحة خشبية لهيكل شبكي مع قماش خشن ممتد فوقها. من خلال طي هذه "الأشرعة" أو فتحها ، قلل الناس أو زادوا مساحة الأجنحة وبالتالي قاموا بتحويل القوة المتغيرة للرياح إلى توربينات رياح موحدة نسبيًا. كان لبعض الطواحين ما يصل إلى ثمانية أجنحة (الشكل 4.4 ، 4.5).

بدت أجنحة بعض طواحين الهواء ، المصنوعة بالكامل من الخشب ، مثل الستائر. في نفوسهم ، بدلاً من القماش ، تم استخدام الألواح المتحركة لتنظيم ضغط الرياح. في القرن السادس عشر ، أفسحت الأشرعة العرضية البدائية على أرفف خشبية الطريق للأشرعة المثبتة على قضبان خشبية على جانبي الأرجوحة (الشكل 4.6).

في وقت لاحق ، لتحسين الشكل الأيروديناميكي للأجنحة ، تم ربط القضبان بالحافة الخلفية. في التصميمات الأكثر حداثة ، تم استبدال الأشرعة بصفائح معدنية رقيقة ، واستخدمت أراجيح فولاذية و أنواع مختلفةستائر ودروع لتنظيم سرعة عجلة الرياح عند سرعات الرياح العالية.

عملت عجلات الرياح على نفس مبدأ عجلات المياه ، وبالتالي كان لها تأثير كبير أحجام كبيرة: يصل جناحيها إلى 28 مترًا ، وجناحيها 2 متر ، ويصل ارتفاع هيكل برج المطحنة بالكامل إلى 30 مترًا ، ويمكن لطواحين الهواء الكبيرة عند سرعات الرياح العالية تطوير طاقة تصل إلى 66 كيلو واط.

طواحين الهواء ، وكذلك الطواحين المائية ، لم تبق طويلاً مجرد أجهزة لطحن الحبوب. في عام 1582 ، تم بناء أول مطحنة زيت في هولندا باستخدام طاقة الرياح ، وفي عام 1586 تم بناء أول مصنع للورق لتلبية المتطلبات المتزايدة للورق بسبب اختراع المطبعة ، وفي عام 1592 ظهرت المناشر لإنتاج الأخشاب باستخدام طاقة الرياح . المطاحن أيضا مطحون السعوط والتوابل ونسج الكتان.

الازدهار الاقتصادي لهولندا ، حيث ذهب بيتر الأول (1672-1725) لدراسة الذكاء ، في القرن السادس عشر كان سببه على وجه التحديد تطور طاقة الرياح في هذا البلد. انتقل الهولنديون بنجاح من الاستخدام الأصلي لطواحين الهواء لتجفيف الأراضي الساحلية المنخفضة إلى تكييفهم كمحرك لمختلف الصناعات. ونتيجة لذلك ، أصبحت هولندا الدولة الأكثر تسليحًا في ما كان يُعرف آنذاك بأوروبا.

أنجح تصميم لطاحونة الهواء اقترحه الهولندي يان أندريانزون في القرن السابع عشر (أطلق عليه فيما بعد اسم "هولندي" في جميع أنحاء العالم). بمساعدة هذه الطاحونة ، قام بتجفيف 27 بحيرة ، وحصل من مواطنيه على اللقب الفخري "Leegwater" - "مدمر المياه".

لوحظ التوزيع الأقصى لطواحين الهواء في أوروبا ما قبل الصناعية في القرن الثامن عشر الميلادي ، عندما كان العمالقة الخشبيون يدورون أجنحتهم بانتظام في سهول ألمانيا وإيطاليا وروسيا وأوكرانيا وإسبانيا ، وبالطبع هولندا - البلد الكلاسيكي لطواحين الهواء. في الثلاثينيات من القرن الثامن عشر ، تم تشغيل 1200 توربينة رياح في هولندا ، مما أدى إلى حماية ثلثي البلاد من العودة إلى المستنقعات. من أ إلى أواخر التاسع عشرقرن في هولندا كان هناك أكثر من 10000 (في عام 1923 - 2500 فقط ، وفي الوقت الحاضر - بالكاد ألف) ، وفي الدنمارك - 30 ألفًا للأغراض المنزلية و 3 آلاف توربينات رياح تم استخدامها في الصناعة.

ساحرنا الطبيعي ، بدون أيدي ، بدون أرجل ، يفتح الأبواب ، قوي ، جبار ، يقود قطعان من الغيوم. وهذه فقط الزهور! الذي يتحرك باستمرار بالتوازي مع سطح الأرض ، كل شيء بل وأكثر ممكن. من المهم جدًا أن تمثل الطاقة. كيف يستخدم الإنسان الريح؟ يجب أن يكون الجميع قد خمّن ذلك بالفعل نحن نتكلمبالضبط عنه.

يجلب البرودة والدفء

يقدر الإنسان قوة الرياح منذ زمن سحيق. حتى قبل ظهور عصرنا ، كان هناك قوارب مساعدة طبيعية "مدفوعة" على طول الأنهار والبحار ، تضخ المياه لري الحقول ، وتطحن الحبوب. نتيجة لذلك ، تم إجراء اكتشافات جغرافية ، وتم قطع الأرض ، وامتلأت الصناديق بالدقيق.

ذات مرة ، اكتشف رجل عاقل كيفية تحويل الريح إلى طاقة كهربائية، تغيير جذري لظروف وجودها. فيما يلي سوف نتحدث بالتفصيل عن كيفية استخدام الشخص للرياح ، ولكن أولاً سوف ندفع التكريم المستحق إلى "الهولندي الطائر" نفسه.

إذا لم تكن هناك حركة جوية ، ستتحول الدول الساخنة إلى مقلاة جهنم ، وتتجمد الدول الباردة تمامًا وبشكل لا رجعة فيه. لكن مساعدنا المجيد "يخفف" المتطرفين ، ويجلب البرودة والدفء إلى حيث يحلمون ، مثل الريح ، مثل الحملان المشاغبين ، يقود السحب الأبدية عبر السماء. هذه هي الطريقة التي يتم بها توزيع هطول الأمطار في جميع أنحاء العالم - المطر والثلج.

اتجاهين للتواصل

كيف تأتي الرياح؟ الكرة الأرضية محاطة بغلاف جوي - طبقة غاز قوية وحيوية (هواء) ، لها وزن وتضغط على سطح الكوكب وعلى جميع الأشياء الموجودة عليه. يتم توزيع هذا الضغط بشكل غير متساوٍ ، اعتمادًا على درجة حرارة الأرض بواسطة أشعة الشمس.

تذكرنا "بطارية" الغلاف الصخري إلى حد ما ببطارية الشقة (سوف يفهم الجميع تقريبًا: ساخنة في الأعلى ، وباردة في الأسفل ، و "so-so" في المنتصف). في النسخة العالمية ، كل شيء أكثر تعقيدًا: زاوية ميل التدفقات الحرارية من النجم هي مهمة (سواء كانت تسقط مباشرة أو تلامس سطح الأرض عرضًا) ، وكذلك طبيعة السطح السفلي (الأرض ، البحر ، غابة ، حقل ، سهل ، جبال).

تحت تأثير علاقة "تسخين الضغط" ذات الاتجاهين ، يكتسب الهواء سمات عدم الاتساق المألوفة لدى الناس: يتحرك الدافئ لأعلى ، يتحرك البارد للأسفل. في الوقت نفسه ، ابتعد "العفريت الطائر" عن اليمين واليسار (كلما زاد الاختلاف ، كان رياح أقوى). دعونا نناقش كيف يستخدم الإنسان الرياح ، حركة الهواء.

قفزة في تطور الحضارة

من الناحية العلمية ، فإن عمليات الحركة الرأسية والأفقية مستمرة على الأرض. الكتل الهوائية. الرياح الموسمية والرياح التجارية والنسائم (أنواع الرياح) تخفي العديد من الاحتمالات. فهم الرجل: إثم تركها. وشرع في كبح هبة الطبيعة المتمردة - اخترع الشراع.

فيما يلي مثال على كيفية استخدام الشخص للرياح ، أو بالأحرى استخدامه. كان قدماء المصريين ينشطون في التجارة مع الدول المجاورة. كان نهر النيل يملأ البضائع والجوائز التي شملت العبيد. يمكن للمرء أن يتخيل النظرات الكئيبة للعبيد ، الموجهة إلى السماء. بدت القطع السميكة الضخمة من القماش الخفيف على الصاري ، المليئة بالرياح ، سوداء بالنسبة لهم.

استخدم سكان الساحل الشرقي للبحر الأبيض المتوسط ​​، الفينيقيون ، الشراع. "مع وصول النسيم إلى المكان الذي يتدفق فيه النيل إلى لؤلؤة المياه العابرة للقارات ، اكتشفوا" سوق المبيعات المصرية "للبضائع ، ووجدوا ما يشترونه من الشركاء. لاحقًا ، ساعد "مفك السحابة" العظيم ممثلي فينيقيا على التجول في إفريقيا. وهكذا توسعت آفاق تطور الحضارة تدريجياً.

كل شيء سوف يطحن

البحار والمحيطات هي الموائل الرئيسية للرياح: "المتسابق" لديه مكان يتسارع فيه ، إلى أين يتجه. على اليابسة يكون محكم. لكن الشخص العاقل لا يمكن أن يخاف من هذا: آلاف السنين قبل ظهور عهد جديدكانت هناك عجلات رياح (الجزء الرئيسي من المطحنة). على ال العالمتوجد آليات ديناميكية هوائية لطحن الحبوب بعمر 3000 سنة (الإسكندرية).

يخبرنا تاريخ البشرية الغني في طحن الدقيق كيف يستخدم الناس طاقة الرياح. مائتي سنة ق. ه. في بلاد فارس ، عملوا مع محور دوران عمودي (في الصين ظهروا حتى قبل ذلك). لقد اعتدنا على صور طاحونة بأجنحة على شكل مروحة محورية ضخمة. تشبه حركة الشفرات العمودية دوران القمة.

كانت مصنوعة من القصب ، والتي تم تثبيتها على الإطار. كانت الطاحونة محاطة بجدار: ضربها "المتشرد" الجوي و "ارتدت" في الاتجاه الصحيح. بمساعدة عجلات الرياح ، قام البابليون بتجفيف المستنقعات (ضخ المياه). يخزن التاريخ المعلومات حول وجود مصانع النفط ، المناشر ، مصانع الورق ، التي تعمل بمساعدة الرياح. عند فحص حقائق كيفية استخدام الإنسان للرياح (حركة الهواء) ، تكون الطاحونة بعيدة عن كونها "وحيدة".

في منطاد كبير

لقد ذكرنا بالفعل أن الهواء الساخن يندفع. إدراكًا لذلك ، قرر الأشخاص استخدام هذه الخاصية لأغراضهم الخاصة: من نسيج سميكخاط ضخمة بالونبفتحة في الأسفل امتلأت من خلالها بالهواء الساخن.

قام الإخوة التجريبيون مونتجولفييه بهذا في عام 1783. تم وضع الحيوانات الأليفة في سلة مربوطة بالكرة. أول "شارونوت" - بطة ومشط ذهبي ولحم حمل ، حلقت في السماء الزرقاء لبعض الوقت ، وبعد ذلك هبطوا بأمان. سرعان ما بدأوا في رفع شخص في الهواء على كرة. عند الحديث عن كيفية استخدام الشخص للرياح (حركة الهواء) ، من المستحيل تجاهل البالون.

مساعدة للمراقبين

خدم الناس في العديد من الصناعات. بفضلهم ، تمكنوا من فحص المناطق المحيطة من منظور عين الطائر (هذا مهم بشكل خاص للأغراض العسكرية) ، ووضع خطط للمنطقة. ظهر أول مسافرين جوًا.

في أغسطس 1887 ، طار الكيميائي الروسي ديمتري مينديليف ، الذي درس خصائص الغازات والسوائل ، وكذلك الغلاف الجوي العلوي ، في منطاد مملوء بالهيدروجين لرصده. كسوف الشمس. كان على بعد 18 ميلا من كلين. أثارت رحلة المنطاد اهتمامًا كبيرًا بين المعاصرين.

طار نجم العلم البالغ من العمر 53 عامًا بمفرده. لم تستطع الكرة الارتفاع إلى الارتفاع المطلوب ، لكنها ارتفعت حوالي 4 كيلومترات (3.8). حجبت الغيوم الشمس ، لكن Mendeleev تمكن من دراسة الهالة الشمسية جزئيًا.

هل يمكنك التحكم في الريح؟

لا يخضع البالون لسيطرة الإنسان ، لكنه مطيع تمامًا للريح. لا يمكن للعلماء الاتفاق مع هذا الوضع. لقد اخترعوا أذرع التحكم (ظهرت عجلة القيادة ، وهكذا ظهرت البالونات. الهواء فقط هو الذي يتردد في التخلي عن مواقعه. لذلك ، بعد 100 كيلومتر ، هبط "المشاغب" في الغلاف الجوي لمندلييف حيث "جلس" ​​ديمتري إيفانوفيتش ولم يخمن: ملكية الكاتب Saltykov-Shchedrin ، بين Kalyazin و Pereslavl-Zalessky.

في سياق دراسة السؤال عن كيفية استخدام الشخص للرياح (حركة الهواء) ، تم ذكر المروحة في السياق التالي: هل سيتحرك القارب إذا امتلأ الشراع بتدفق هواء اصطناعي قوي؟ يفترض البعض الافتراض التالي: إذا تم تركيب المروحة في الأسفل (أي تملأ الشراع من الأسفل) ، فإن الدافع لتدفق الهواء يتم توجيهه بزاوية إلى الأفق ، وينعكس من الشراع ، يكون أيضًا أفقيًا ، ثم سوف تطفو. يقول آخرون إن التجربة في ظل ظروف مثالية ضرورية للإجابة على السؤال بشكل لا لبس فيه.

"الأخ" الطبيعي الظروف المثاليةلا شيء. إنه يعيش لنفسه في العراء ، ويخدم الناس ، ويظهر من وقت لآخر شخصيته المتمردة. الجدال حول موضوع "كيف يستخدم الإنسان الريح؟" ، يقول الناس بشكل متزايد أن هذه الهبة من الطبيعة لا تستخدم على نطاق واسع بما فيه الكفاية ، وسوف يتوسع نطاق التطبيقات.