Avansert teknologi i det gamle Roma

Avansert teknologi i det gamle Roma
Avansert teknologi i det gamle Roma
Anonim

Historien om vannforsyning i det gamle Romerriket er lang. Transport og hydraulisk kontroll av store mengder ferskvann var en av faktorene bak det enorme suksessen til Romerriket uten sidestykke. De viktigste romerske byene lå delvis i umiddelbar nærhet av god vannforsyning. Vannmengden forbedret befolkningens helse og tillot bylivet å gi arbeidskraft og næringsstøtte for å bygge den romerske økonomien.

Flere teknologiske fremskritt fra romerske ingeniører gjorde vann tilgjengelig for bysentre. Blant disse fremskrittene var akveduktdesign, oppmåling, tunnelkonstruksjon, blyrørledninger, omvendte sifoner, blylagertanker og ventiler. Selv om det var rikelig med vann, innførte romerske vannkommisjonærer kontrolltiltak for å begrense ulovlig rørleggerarbeid og kontrollstrøm for brukerne.

Ja. De gamle romerne var berømte for sine rørlegger- og vannfordelingssystemer. Hvis du var en velstående romer, bodde du mest sannsynlig i en domus - et enebolig. Og hvis du var velstående nok til å eie et hjem, så er sjansen stor for at du har råd til å betale for en vann- eller bytilkobling.

Image
Image

Romerne brukte en ledningsrørledning for å distribuere vann til byer og tettsteder i hele Romerriket. Bruken av blyrørledninger var utbredt på 1000 -tallet f. Kr. og i løpet av de neste århundrene. Bruken av ventiler for å kontrollere vannstrømmen i disse rørledningssystemene var også utbredt i imperiet. Denne allsidige bruken av ventiler og rør krever et standardiseringsnivå som er kjent for moderne ingeniører.

Dette vannet ble ekstrahert, ofte over lange avstander, gjennom akvedukter, som førte det til store, sentraliserte sisterner. Herfra leverte rørledningskommunikasjon den til forskjellige områder gjennom blyrør, og fra dem til private hus.

Image
Image

Vannstrømmen fra byens vannforsyning til hjemmet ditt ble regulert av en kran, og det var størrelsen på kranen, og dermed dens potensielle maksimale strømningshastighet, som bestemte hvor mye du betalte byen for denne luksusen.

Boliger med rørleggeranlegg som fontener, badekar og svømmebassenger ble også utstyrt med ekstra ventiler for å stenge av eller regulere vannstrømmen.

Men disse kranene, laget av messing og noen ganger til og med gull, ligner bemerkelsesverdig på våre i dag. Det tok vår "avanserte" sivilisasjon mer enn tusen år å "oppfinne" det som allerede ble oppfunnet i det gamle Roma.

Bilde
Bilde

Bortsett fra de kommunale rørleggerarbeidene, hadde de fleste romerske husene under den republikanske og tidlige keiserlige tiden veldig like design. Den inkluderte en sentral gårdsplass kalt atriet, hvorfra mange soverom (cubiculae) åpnet seg rundt. Atriumet hadde en åpning i taket kalt compluvium som tillot regnvann å samle seg i et grunt dekorativt basseng i atriumgulvet kalt impluvium. Fra impluviumvann var det mulig å samle vann i sisterner, der det kompletterte vannforsyningen til huset.

Bilde
Bilde

Men hvis du var som de fleste romere, bodde du ikke i et hus, men i et høyhus som ble kalt en insula. I dette tilfellet hadde leiligheten din sannsynligvis ikke byforsyning i byen.

Mens de mer luksuriøse leilighetene i noen insuler kan ha hatt sitt eget rennende vann, fikk de fleste av de fattige arbeiderklasserne vann fra offentlige fontener, som ble funnet på nesten hvert gatehjørne. Herfra fylte du fartøyet ditt og bar drikkevann opp trappene til leiligheten din, ofte flere ganger om dagen.

Image
Image

Utformingen av gamle romerske vannventiler er bemerkelsesverdig lik vår moderne stempelventildesign. Typiske pompeiske vannventiler er vist på bildene. Ventillegemene var laget av bronse med en typisk innebygd konfigurasjon som vist i figur 1, selv om romerne også laget vinkelventiler med en veldig lik design. Ventilhuset har et sylindrisk kammer som det er satt inn en sylindrisk plugg i.

Ventilhuset ble sveiset til ledningsrøret i hver ende, med siden av ventilforeningen satt inn i ledningsrørbøsningen. Det smeltede blyloddet ble deretter brukt til å sveise innsatsen på hver side av ventilen. Selv om romerne visste om gjengede rør, ble det ikke brukt noen kjent gjenget ledd på rør- eller ventiltilkoblinger. Diameteren på ventilkroppsrøret smalner inn i pluggkammeret, noe som vil resultere i økt vannhastighet og mer nøyaktig vannføringskontroll.

Ventilplugginnsatsen var også laget av bronse og var en hul sylindrisk innsats med et ovalt hull på hver side av sylinderen for vannpassasje. Som med moderne ventiler roterte plugginnsatsen inne i ventilhuset for å enten kontrollere strømmen eller gi avstengning.

Plug-in-pluggen hadde også et spor som ble støpt eller kuttet i den ytre overflaten av sylinderbasen.

Image
Image

Wright Paleohydrological Institute (WPI) studerte vannbruk i den gamle byen Pompeii. Denne studien involverte bruk av vannventiler for å kontrollere vannstrømmen i hjem og virksomheter i byen.

Ventillegemet hadde et lite hull nær bunnen av karosseriet som falt sammen med galghullet rundt plugginnsatsen. Etter at pluggen ble satt inn i ventilhuset, ble det påført et slag for å lage en bule på innsiden av kroppen som tillot innsatspluggen å rotere, men forhindret at den ble fjernet fra toppen. Denne konstruksjonen forhindret også plug-in-pluggen fra å falle ut av ventilhuset på grunn av svingende vanntrykk.

Bemerkelsesverdig, disse 2000 år gamle ventilene er veldig like vannventilene du kan kjøpe på din lokale maskinvarebutikk i dag!

Image
Image

Mye av det vi vet om romersk vannteknikk har blitt formidlet til oss i to fantastiske bøker av Sextus Julius Frontinus, De Acis Urbin Romae, eller The Water Supply of the City of Rome, som ble skrevet rundt 97 e. Kr. Frontin var kurator for akvariet, eller kommisjonær for vann, i Roma. De Aquis Frontinus standardiserer 15 rørstørrelser når det gjelder diameter, omkrets og kapasitet. Disse rørstandardene ble brukt i hele Romerriket, og standardene ble også brukt på ventiler.

Uavhengige studier har vist at ventiler og rør laget av romerne var de samme i relative dimensjoner; de har blitt standardisert. Det viser seg at De Aquis var forgjengeren til våre ASTM- og ASA -standarder.

Ventilene var også veldig like i materialsammensetning. Kobber, bly og tinn var svært viktige materialer i den romerske metallurgiske industrien. De ga motstand mot korrosjon og slitasje, i tillegg til duktiliteten som kreves for enkel fabrikasjon.

Basert på metallurgisk forskning var materialene som ble brukt til å støpe romerske ventiler:

73% kobber

19% bly

8% tinn

Image
Image

Flere gamle ventiler som har blitt testet har resultater som er veldig konsistente med materialene og prosentandelen som ble brukt i produksjonen. Romerne hadde en standardblanding av metalllegeringer for ventiler, og de ble produsert med en høy kvalitetskontroll. Metalsammensetningen som er vist ovenfor for eldgamle ventiler er veldig nær den gjeldende ASTM B67 -standarden for glidelagre som brukes i biler og jernbanevogner.

Image
Image

Den romerske vannventildesignen matcher godt med trykkvannskonstruksjonen til ledningsrørledningen. Ledningsrørledningen ble designet for applikasjoner med lavt vanntrykk (med det sjeldne unntaket at blyrørledning ble brukt som en omvendt sifon). WPI studerte vannfordelingssystemet i Pompeii. Vannet ble levert gjennom et vanntårnsystem som holdt vanntrykket på omtrent 8-20 psi (18-20 fot). Selv om dette vanntrykket er mye mindre enn det vi forventer i dag, var det nok til å distribuere vann i romerske byer og tettsteder.

Vannføringen i distribusjonssystemet ble kontrollert ved å begrense røret (calix) eller ventiler. Dette var nøkkelen til å bevare og bruke rekvisita riktig.

I Pompeii ble det levert vann gjennom blyrørledninger til offentlige fontener, offentlige bad, bedrifter og private hjem. Å levere vann til hjemmet ble ansett som en luksus og et tegn på huseiernes sosiale status; bare en liten prosentandel av private hus i Pompeii mottok vann inn i hjemmet. I hjemmene var vannet på full visning ved hjelp av særegne og kunstneriske vannfunksjoner.

Image
Image

Ventiler i hvert enkelt hus kontrollerte vannstrømmen til hver av vannmassene. De fleste ventilsamlingene var som vist i figur 5. WPI studerte vannbruk i et bestemt hus i Pompeii kalt Hanging Balcony House. Vannfunksjonen i dette huset var en marmorstatue av en liten gutt med vann som kom ut av hånden hans i et muslingeskall med vann som rant fra muslingeskallet til basen. Vannstrukturen hadde også to vannstråler som falt i det samme marmorbassenget. Det lave vanntrykket var ideelt for vannfunksjonen i dette huset.

Ventilene som styrte strømningen til disse stedene ble produsert på et topprørhodet. Hele enheten vist på figur 5 ble plassert ved foten av vannstrukturen. Dette er et godt eksempel på kunnskapen til ingeniørene fra den tiden.

Det kan være overraskende at den romerske ventildesignen for over 2000 år siden er påfallende lik vår "moderne" design, men det er et faktum at denne teknologien ble oppfunnet lenge før vår.

Anbefalt: