Тестовый лоток Холиока
![]() | |
![]() Вид на испытательный лоток со стороны Рейс-стрит, около 1895 года. | |
Учредил | 1870 год |
---|---|
Тип исследования | Промышленный |
Область исследований | Гидротехника |
Директор |
|
Адрес | 102 Кэбот-стрит |
Расположение | Холиок , Массачусетс , США 42 ° 11'58 "с.ш. 72 ° 36'35" з.д. / 42,199580 ° с.ш. 72,609826 ° з.д. |
Кампус | Система каналов Холиок |
Принадлежности | Холиокская водная энергетическая компания |
Карта | |
Испытательный лоток Холиока — это лаборатория и аппарат для гидравлических испытаний в Холиоке, штат Массачусетс , который эксплуатировался компанией Holyoke Water Power Company с 1870 по 1932 год и использовался для проверки производительности конструкций водяных турбин , выполнив за это время 3176 испытаний эффективности. [ 3 ] : 100 описал его Роберт Э. Хортон в показаниях в суде как единственное предприятие такого рода в 19 и начале 20 века, которое сделало возможной стандартизацию американских водяных турбин. [ 4 ] Действительно, Клеменс Гершель , который управлял и модернизировал объект в 1880-х годах, позже описал его в показаниях Конгресса как «первую современную гидравлическую лабораторию» в Соединенных Штатах и в мире. [ 5 ] Именно из-за потребности Гершеля определить потребление энергии водой на различных мельницах, и в этой испытательной системе он изобрел счетчик Вентури , первое точное средство измерения крупномасштабных потоков, которое до сих пор широко используется в современных технологиях. [ 5 ] [ 6 ]
Исследовательские программы
[ редактировать ]
В отчете 1906 года исследовательская миссия объекта была описана как тройная: [ 7 ] [ 8 ]
1. Испытание всех колес, установленных вместе с гидроэлектростанцией в Холиоке, с целью определения их пропускной способности и использования ее в качестве средства оценки количества воды, потребляемой несколькими мельницами.
2. Испытание экспериментальных колес с целью их усовершенствования.
3. [Испытание типовых образцов турбин американского типа, которые будут установлены на новых станциях.
История
[ редактировать ]![]() | Этот раздел пуст. Вы можете помочь, добавив к нему . ( февраль 2024 г. ) |
Предшественники Эмерсона
[ редактировать ]
Истоки испытательного лотка компании Holyoke Water Power и его последующий успех неразрывно связаны с промышленным прогрессом, который предшествовал Холиоку в истории Лоуэлла, штат Массачусетс . В 1868 году Аса М. Суэйн построил испытательный лоток по заданию известного турбинного инженера Джеймса Б. Фрэнсиса . Первоначально этот лоток был спроектирован для проверки конструкций Swain Turbine Company, и Джеймсу Б. Эмерсону , бывшему капитану корабля и инженеру-строителю-самоучке, было поручено построить для него тормозной динамометр Прони и наблюдать за экспериментами по повышению эффективности. Однако после первоначального успеха лоток был открыт для публики, и Эмерсон использовал его как личное предприятие, предоставляя средства для использования воды Лоуэлла в своих экспериментах. [ 7 ] : 24 Среди первых испытаний, проведенных после этого, была серия конкурентных испытаний с целью найти конструкции с наибольшей эффективностью, при этом колеса Swain и Leffel показали наилучшие результаты. Хотя позже Эмерсон не стал принимать во внимание цифры, полученные в результате этих испытаний, узнав о первоначальном успехе конкурса, с ним связался г-н Стюарт Чейз, агент компании Holyoke Water Power Company, который написал: [ 9 ]
Испытание турбин — единственный путь к совершенству, и это дело огромной важности. Перенесите свою работу в Холиок и используйте всю воду, необходимую для этой цели, и добро пожаловать, бесплатно.
Наследие
[ редактировать ]Испытательный лоток Холиока в конечном итоге произвел революцию в разработке водяных турбин в Соединенных Штатах и с 1880-х по 1920-е годы занимал видное место в этой отрасли как стандартный тест для американских производителей. [ 10 ] Его испытания будут упоминаться в судебных делах высшей инстанции в Соединенных Штатах как стандарт, по которому измерялась эффективность колес турбины, в начале 20 века. [ 1 ] [ 11 ] Испытательный лоток и его эксперименты также будут отвечать за повышение эффективности и снижение затрат турбин Фрэнсиса под руководством Джеймса Б. Эмерсона, а также за разработку и испытание первой современной турбины смешанного потока, Геркулес, Джоном. Б. Маккормик . [ 12 ] [ 13 ] Также на Испытательном лотке Джеймс Б. Фрэнсис разработал свою формулу водослива для измерения эффективности турбин: [ 14 ] однако эта формула, хотя и широко использовалась в Америке, была предметом разногласий между американскими и европейскими инженерами, поскольку между лотком Холиока и его аналогами в Германии были обнаружены различия в показаниях эффективности. [ 15 ] Такое стандартное измерение эффективности потока также позволило фабрикам и правительствам использовать измерения мощности турбин для определения, в некоторой степени, количества утечек в лотках и плотинах на всей территории Соединенных Штатов. [ 16 ]
Увеличение производства электроэнергии до гораздо более высоких требований к мощности сделало аппарат и его компоненты устаревшими, поскольку даже самые незначительные колебания выходной мощности имели более серьезные последствия для измерений выходной мощности. Однако в конечном итоге этот прибор сыграл ключевую роль в изобретении расходомера Вентури, первого точного средства измерения крупномасштабных потоков, и косвенно стал частью технологического прогресса, который привел к разработке турбины внутреннего сгорания и реактивных двигателей . [ 10 ]
В последние годы Holyoke Gas & Electric стремилась извлечь выгоду из этого наследия испытаний. В 2018 году было объявлено, что местный разработчик турбин из Фрамингема PDI, Inc. получил грант на производство нового типа турбинного колеса совместно с городской инженерной фирмой Cofab Engineering, испытав указанный прототип в одном из шлюзов канала в рамках испытаний HG&E на чистую энергию. Кровать Инициатива. [ 17 ]
Хотя сам лоток и его механические компоненты вышли из строя к 1932 году, с 1950-х годов компания Holyoke Gas & Electric Company использовала свое первоначальное здание в качестве электрической подстанции, обслуживая городских плательщиков гидроэнергией и другой электроэнергией из возобновляемых источников. [ 18 ] [ 3 ]
Преемники
[ редактировать ]Еще в 1910 году лаборатория описывалась как единственная в своем роде, которая использовалась для проверки эффективности водяных турбин, но к 1930 году это была одна из по меньшей мере 63 гидравлических лабораторий в Соединенных Штатах, некоторые из которых имели современное оборудование. [ 19 ] [ 20 ] Несмотря на возможное устаревание этого типа лотка, он вдохновит ряд последователей, включая краткое обсуждение в Конгрессе предлагаемой федеральной гидравлической лаборатории. [ 20 ]
Сегодня старейшая гидравлическая лаборатория в США, Исследовательская лаборатория Олдена , продолжает работать в Холдене, штат Массачусетс . Тезка лаборатории, Джордж И. Олден , разработает новый динамометр , динамометр Олдена, который прошел обширные испытания в Флюме. [ 19 ] Помимо современных исследований, в лаборатории находится один из новаторских счетчиков Вентури, представленный на Всемирной Колумбийской выставке .
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Компания Hydraulic Power Company of Niagara Falls против компании Pettebone-Cataract Paper Company . Верховный суд штата Нью-Йорк. 1915. с. 125.
[Г-н. Франшо Альберту Ф. Сикману:] Вопрос: Вы главный инженер-гидротехник, отвечающий за работу компании Holyoke Water Power Company в Холиоке, штат Массачусетс?
Г-н Маршалл: Я возражаю против такого вывода. Адвокат пытается присвоить своему делу некий громкий титул, которым он не обладает...
[Мистер. Франшо] Вопрос в том, кто вы?
[Сикман] А. Инженер-гидравлик, отвечающий за гидравлические работы компании Holyoke Water Power Company. - ^ Гершель, Клеменс (1916). «Двадцатилетний второй тур в Холиоке, штат Массачусетс, на реке Коннектикут» . Труды Американского общества инженеров-строителей : 28.
Будучи инженером-гидравликом компании Holyoke Water Power Company, 1879–1889, писатель ввел систему ежедневного учета расхода реки Коннектикут в Холиоке, которая продолжалась и после его отъезд его старого помощника и преемника А. Ф. Сикмана...
- «Клуб и личные дела в Холиоке». Спрингфилдский республиканец . 20 сентября 1925 г. с. 5.
Г-н и г-жа А. Ф. Сикман с Линкольн-стрит вернулись из Монреаля, где они присутствовали на съезде ассоциации водопроводных предприятий Новой Англии, который проводился в этом городе.
- «Коллекция папоротников передана в музей». Спрингфилдский республиканец . Спрингфилд, Массачусетс, 5 декабря 1927 г. с. 9.
Мистер Сикман был большим любителем природы... в последние дни своей жизни он уделял особое внимание сбору диких папоротников.
- «Клуб и личные дела в Холиоке». Спрингфилдский республиканец . 20 сентября 1925 г. с. 5.
- ^ Jump up to: а б Барретт, Роберт Э. История компании Holyoke Water Power; Дочерняя компания Northeast Utilities, 1859–1967 (PDF) . Холиок, Массачусетс. Архивировано из оригинала (PDF) 12 декабря 2019 г. - через Holyoke Gas & Electric .
- ^ Апелляционный суд Нью-Йорка. Записи и сводки . Апелляционный суд [штата] Нью-Йорк. 1919. стр. 618–619.
- ^ Jump up to: а б Создать национальную гидравлическую лабораторию . Вашингтон, округ Колумбия: Комитет Сената США по торговле, Типография правительства США (GPO). 1922. стр. 58–60.
- ^ Гершель, Клеменс (1898). Счетчик Вентури (PDF) . Провиденс, Род-Айленд: Литейный завод строителей.
- ^ Jump up to: а б Хортон, Роберт Э. (1906). Испытания водяного колеса турбин и таблицы мощности . Вашингтон, округ Колумбия: Геологическая служба США (USGS); Государственная типография.
- ^ Набор Конгресса США . Том. СХII. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США (GPO). 1907. с. 36.
- ^ Мид, Дэниел Вебстер (1908). Гидроэнергетика: теория, исследование и развитие гидроэнергетики . Нью-Йорк: McGraw Publishing Co., стр. 361–370.
- ^ Jump up to: а б Констант II, Эдвард В. (1980). Истоки турбореактивной революции . Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джонса Хопкинса. стр. 48–49.
- ^ Верховный суд, Индиана; Реми, Чарльз Фредерик; Селф, Джордж Вашингтон; Зерхер, Филип; Адамс, Уильям Х.; Эдвард Франклин Уайт, миссис; Мэй, Эмма Мэри (1914). «Сандерсон против Trump Mfg. Co». . Отчеты о делах, рассмотренных Верховным судом штата Индиана . Том. КЛХХХ. стр. 211–212.
- ^ Хоук, Дэвид Фриман (1988). «VII. Вмешательство науки» . Гайки и болты прошлого: история американских технологий, 1776–1860 гг . Нью-Йорк: Харпер и Роу. п. 198. ИСБН 978-0-06-015901-6 .
- ^ Саффорд, Артур Т; Гамильтон, Эдвард Пирс (1922). Американская турбина смешанного потока и ее [так в оригинале] настройка . Американское общество инженеров-строителей. стр. 1265–1266.
- ^ Бюро мелиорации Министерства внутренних дел США (1976 г.). «Выбор гидравлической реактивной турбины» (PDF) . Технический отчет NASA Sti/Recon N. 77 : 3. Бибкод : 1976STIN...7720609W .
Эта модификация турбины Фурнейрона была усовершенствована Джеймсом Биченсом Фрэнсисом во время его испытаний, проведенных на испытательном лотке Холиок, где он разработал свою знаменитую формулу водослива.
- ^ «Причины отсутствия прогресса среди американских турбиностроителей» . Инженерные новости . Том. XLVIII, нет. 23. 4 декабря 1902. с. 466.
Не автору решать, какие из этих тестов верны, а какие нет, но европейские инженеры утверждают, что разница обусловлена разными методами измерения. В Холиоке до сих пор используется старая формула Фрэнсиса для расчета потока воды через плотины, но эта формула не учитывает ряд факторов, которые имеют важное влияние на результат.
- ^ Фоллансби, Роберт (1994). История отрасли водных ресурсов, Геологическая служба США: Том I, От предыдущих исследований до 30 июня 1919 г. (PDF) . Том. I. Вашингтон, округ Колумбия: Геологическая служба США, Министерство внутренних дел США; Типография правительства США (GPO). п. 78.
- ^ «Массачусетс награждает грант PDI на тестирование, прототипирование и внедрение новой конструкции лезвия в Холиоке» . ПДИ. 26 сентября 2018 г.
HG&E, муниципальное коммунальное предприятие в Холиоке, штат Массачусетс, будет сотрудничать с Alden Labs в Холдене, штат Массачусетс, для проведения анализа скорости системы каналов Холиок и хвостового канала станции Хэдли-Фолс. Эти данные будут использоваться для разработки модели гидросистемы, которая позволит проводить анализ прогнозируемых гидрокинетических характеристик турбины. Эта модель является дополнительным шагом в продолжающейся инициативе HG&E по созданию системы каналов Холиок в качестве испытательной площадки для гидрокинетических демонстраций, долгосрочной целью которой является коммерческое развитие гидрокинетики на существующих отводящих путях гидроэлектростанций.
- ^ Лотспейх, Чарли (4 июня 2009 г.). «Энергия воды жителям Холиока» . Защитник . Нортгемптон, Массачусетс: HS Gere & Sons, Inc.
- ^ Jump up to: а б Аллен, CM (26 апреля 1910 г.). «Испытание водяных колес после установки; важность эксплуатации водяных колес с максимальной эффективностью. Динамометр Олдена и некоторые результаты, полученные при его использовании на испытательном заводе в Холиоке» . Власть и инженер . Том. XXXII, нет. 1. п. 754.
- ^ Jump up to: а б Отчет Конгресса . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство правительства США (GPO). 1930. стр. 5654–5657.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Эллис, Теодор (3 ноября 1875 г.). «Описание и результаты гидравлических экспериментов с большими отверстиями в Холиоке, штат Массачусетс, в 1874 году» . Труды Американского общества инженеров-строителей . В : 19–101.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- # 129 Гидроэнергетическая система Холиока , Достопримечательности истории техники, Американское общество инженеров-механиков
- № 1041: Джеймс Б. Эмерсон , «Двигатели нашей изобретательности», Инженерный колледж Хьюстонского университета.
- Здания и сооружения в Холиоке, Массачусетс
- Несуществующие инжиниринговые компании США
- Гидравлические лаборатории
- Коммерческие лаборатории
- Лаборатории в США
- 1870 заведений в Массачусетсе
- Закрытие 1932 года в Массачусетсе
- Исторические достопримечательности машиностроения
- Целлюлозно-бумажная промышленность
- Демонстрации технологий
- Испытательное оборудование
- Американские компании, основанные в 1870 году.
- Американские компании прекратили свое существование в 1932 году.