全球第一家工业工厂Barbegal水磨房中独特的液压系统

位于法国南部的Barbegal水车厂是一个独特的建筑群,其历史可追溯到公元2世纪。据了解,这个拥有16个水轮的建筑是欧洲第一次尝试建造工业规模的机器群。这座建筑群是在罗马帝国实力最强的时候创建的。然而,人们对当时的技术进步,特别是液压领域的技术进步以及知识的普及情况知之甚少。目前,由美因茨约翰内斯-古腾堡大学(JGU)的Cees Passchier教授领导的科学家团队对Barbegal磨坊的供水构造和原理有了新的认识。研究成果发表在《科学报告》上。

一个由两排平行的16个水轮组成的磨坊综合体

水车是最早的能源之一,不依赖人类或动物的肌肉力量。在罗马帝国,它们被用来制造面粉和锯石、木材。作为欧洲历史上最早的工业综合体之一,巴贝加尔水磨是当时发展的杰出典范。磨坊建筑群由16个平行排列的水轮组成,每个水轮8个,由中央建筑隔开,由输水管道供给。该建筑群的上部已被毁坏,木质结构的痕迹也没有保存下来,所以磨轮的类型和工作方式在很长一段时间内都是一个谜。

不过,木质构件上因流水形成的碳酸盐沉淀物还在。这些东西被存放在阿尔勒的考古博物馆中,直到最近才被详细研究。研究人员发现了一个不寻常的肘形水槽的印记,它一定是磨坊建筑的一部分。”我们将水盆的测量结果与水力计算结合起来,能够表明这个肘形部件所属的水槽很可能是为建筑群下部盆地的磨轮供水的。”Cees Passchier教授说。”这个水槽的形状在其他水磨中是未知的,无论是罗马时期还是近代。因此,我们很疑惑,为什么这个水槽会被设计成这样,以及它的用途是什么。”

全球第一家工业工厂Barbegal水磨房中独特的液压系统

肘形水槽作为巴贝格尔磨坊的独特改造方式

乍一看,研究小组发现这样的水槽是不必要的,甚至是不利的,因为它缩短了水落到磨轮上的高度。”然而,我们的计算表明,奇形怪状的水槽对于巴贝加尔磨来说是一种独特的适应性,”Passchier解释说。肘形水槽中碳酸盐沉积物的分布显示,它与水流方向略微向后倾斜。这就在第一段陡峭的水槽中创造了最大的流速,同时喷向磨轮的水也获得了正确的角度和速度。在复杂的轧机系统中,由于水盆较小,这种独特的解决方案比使用传统的直线水槽更有效。”这向我们展示了建造这个建筑群的罗马工程师的聪明才智,”Passchier强调说。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

全球第一家工业工厂Barbegal水磨房中独特的液压系统

“另一个发现是,水槽的木材很可能是用机械、水动力锯切割的,这可能是第一个有记载的机械木锯–再次证明了古代的工业活动。” 这项研究是由地质学、地球化学、水力学、年代学和考古学等多学科专家组成的团队进行的。

古代水力结构上形成的碳酸盐沉积物是研究人员进行考古重建的重要工具。在早先的一个项目中,Cees Passchier教授领导的团队能够证明Barbegal磨坊的面粉可能是用来制作船用饼干的。”碳酸盐沉积物让我们对罗马技术人员在一个可以被视为我们文明的直接前身的时代的技能有了极其激动人心的了解,”1993年至2019年在JGU地球科学研究所担任构造物理和结构地质学教授的Passchier补充道,他现在是地质考古学高级研究教授。

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