Сифоны в древнеримских водопроводах

Категория реферата: Рефераты по культуре и искусству
Теги реферата: капитанская дочка сочинение, отчет о прохождении практики
Добавил(а) на сайт: Никитаев.

Предыдущая страница реферата | 1 2

Предполагалось также, что Витрувий имел в виду клапаны не для воздушного, а для водяного давления. Но это предположение еще дальше от истины, чем первое. Даже если бы древние римляне и были в состоянии сконструировать клапан с пружиной или противовесом, который открывался бы при заданном давлении, все равно не было бы никакой возможности снизить статическое давление (как только путем изменения профиля сифона с уменьшением его глубины), и, следовательно, такой клапан оставался бы постоянно открытым, т.е. он функционировал бы не как клапан, а как дыра в трубе.

Учитывая вышесказанное, следует заключить, что в сифоне не могло быть воздуха и не было средств снизить водяное давление. Представляется наиболее вероятным, что термин "колливиарии" обозначал дренажные краны или отверстия для чистки труб, возможно, с помощью инструментов типа шарошки. Вода в древнеримских городах была обычно жесткой и на внутренних стенках труб могли образовываться отложения. Поэтому трубы приходилось регулярно чистить, чтобы избежать полного их забивания. Отложения могли образовываться и в узких сифонных трубах, и их тоже требовалось регулярно чистить или заменять.

Древние греки также применяли сифоны. Среди сифонов древности наиболее известен исключительно большой сифон в Пергаме в Малой Азии. Он относится ко времени правления эллинского монарха Евменеса Второго (197-159 гг. до н.э.), т.е., безусловно, к доримским временам, и состоит из одной трубы длиной 3 км, спускающейся на очень большую глубину – 190 м. Вода в сифоне создавала статическое давление примерно 19 ат.

В течение многих лет в наше время этот сифон был причиной многих заблуждений ученых. Поскольку многочисленные римские сифоны были неизвестны или не удостаивались должного внимания, пергамский сифон создавал ложное впечатление, что древние греки преуспели больше римлян в теории гидравлики и что они были более искусными инженерами, способными изготавливать трубы для больших давлений, тогда как римлянам это не удавалось.

Теперь очевидно, что это мнение ошибочно. Если сравнивать глубину самых больших римских сифонов с высотой самых больших построенных ими мостов, можно заметить, что все их сифоны были очень большими и в их трубах могли развиваться высокие статические давления. Это само по себе опровергает существовавшее мнение, что древние римляне принимали все меры к тому, чтобы устранить давление. Напротив, можно утверждать, что они применяли трубы (а не открытые каналы или мосты-акведуки) во всех случаях, когда давления оказывались высокими.

Можно сделать и другой вывод. Сравнивая высоту сифонов и мостов-акведуков, можно видеть, что они не перекрывают друг друга и граница проходит на уровне 50 м. При большей глубине ущелья римляне сооружали не мост, а сифон. Можно поэтому заключить, что они отдавали предпочтение мостам-акведукам и обращались к сифону как к вспомогательному средству в тех случаях, когда их инженеры не могли построить мост или виадук нужной высоты. Очевидно, они полагали, что высота 50 м – предельная безопасная высота моста.

Так как римляне строили только сложные сифоны, то совершенно ясно, что более широкому применению сифонов препятствовали вовсе не технические трудности. Наиболее вероятная причина была высказана Норманом А. Ф. Смитом из Имперского колледжа науки и техники в Лондоне, который утверждает, что все дело было в экономике. Очевидным фактом является то, что сифоны обходились римлянам дороже, чем мосты. Каменная кладка была дешевой, особенно если камень добывался на месте; дешевыми также были кирпич и известковый раствор. Дешевым был и свинец, который получали в избытке как побочный продукт рафинирования серебра.

Не было проблемой, очевидно, и свинцовое отравление, хотя некоторые современные ученые и усматривают в широком применении свинца римлянами причину бесплодия и другие аспекты деградации и упадка. Римляне знали об опасности свинцового отравления. Кроме того, так как кранов не было, вода текла непрерывно и поэтому была в контакте со свинцовыми трубами лишь недолгое время. Толстая же корка карбоната кальция, которая постепенно образовывалась в трубах, служила изоляцией, так что через некоторое время после установки сифонных труб прямой контакт воды со свинцом прекращался полностью.

Проблема со свинцом заключалась в его транспортировке. Огромные затраты и тяжелый труд по доставке 15000 т свинца в Лион, вероятно, послужили лучшим аргументом того, чтобы не повторять такой опыт чаще, чем это необходимо.

В наше время положение изменилось коренным образом благодаря чугуну. Этого материала не было в древности, так как тогда люди еще не научились развивать в печах достаточно высокую температуру для плавки железа. Все железо в древности было кричным железом, из которого нельзя было делать трубы. Сейчас сооружение сифона из чугунных труб обходится значительно дешевле, чем строительство моста. Интересно, что французы в Северной Африке часто подавали воду в приморские города по трассам древнеримских водопроводов, иногда реконструируя их: и во многих случаях там, где существовали древнеримские мосты, французы перекрывали пролет сифоном.

Идея проста. Древние римляне построили высокие арки моста Понт-дю-Гар не просто из любви к грандиозным сооружениям (хотя они, безусловно, гордились его величием) и не потому, что их строителям не хватало знаний греков или они якобы не могли делать прочные трубы. Решающим фактором была стоимость сооружения. Поэтому там, где проходили древнеримские водопроводы кое-где встречаются остатки кирпичных арок на месте, где когда-то можно было восхищаться смелостью инженерной мысли – перекрывающим ущелье сифоном.