ஈரோனின் நீருற்று

கி.மு முதலாம் நூற்றாண்டில் வாழ்ந்த கண்டுபிடிப்பாளர், கணிதவியலாளர், இயற்பியலாளர் அலெக்சான்டிரியாவின் ஈரோன் (Heron of Alexandria) கண்டறிந்த நீராற்றலால் இயக்கப்படுகிற கருவியே ஈரோனின் நீருற்று அல்லது ஹெரோனின் நீரூற்று (Heron's fountain) ஆகும்.

இயக்கத்திலுள்ள ஈரோனின் நீருற்றின் படம்

ஈரோன் வளிமண்டல அழுத்தம் மற்றும் நீராவி பற்றி பல ஆய்வுகளை மேற்கொண்டார். நீராவியின் பயனைக் கண்டறியும் கருவி (Aeolipile) எனப்படும் முதல் நீராவிப் பொறியை விளக்கினார். நீரை பீச்சியடிக்கும் பல கருவிகளை உருவாக்கினார், அவற்றில் ஒன்றுதான் கெரனின் நீருற்று ஆகும். இயற்பியல் வகுப்புகளில் பாய்பொருளியல் (Hydraulics) மற்றும் காற்றழுத்தவியல் சம்பந்தப்பட்ட பாடப்பொருளை விளக்குவதற்கு இக்கருவி உதவுகிறது.

அமைப்பு

கெரனின் நீருற்றின் படம்

ஈரோனின் நீருற்று பின்வரும் மூன்று கொள்கலன்களைக் கொண்ட அமைப்பாகும்:

(அ) மேலே வைக்கப்பட்டுள்ள வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலன் (Basin).

(ஆ) நடுவில் வைக்கப்பட்டுள்ள காற்று நுழையவியலா நீர் கொள்கலன்.

(இ) அடியில் வைக்கப்பட்டுள்ள காற்று நுழையவியலாக் காற்று கொள்கலன்.

உருவாக்கும் விதம்

• வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலன் (அ), அனைத்துக் கொள்கலன்களுக்கும் மேலே, திறந்த நிலையில் வைக்கப்பட்டுள்ளது. அதிலுள்ள துளை வழியாக ஒரு குழாய் அடியில் காற்று நுழையவியலாத (airtight) காற்றுக் கொள்கலனுடன் (இ) இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
• காற்றுக் கொள்கலனின் மேலிருந்து நடுவிலுள்ள காற்று நுழையவியலாத நீர் கொள்கலனின் விளிம்புவரை ஒரு குழாய் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
• நீர் கொள்கலனின் அடியிலிருந்து, வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலனின் அடிப்புறத்திற்குக் அதன் விளிம்பை விட சற்று உயரமான கூரான முனைகொண்ட ஒரு குழாய் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இக்குழாயின் வழியாகத்தான் நீருற்றுப் பாயும்.

இயங்க வைத்தல்

• முதலில் காற்றுக் கொள்கலனில் காற்று மட்டுமே இருக்க வேண்டும். நீர் கொள்கலனில் நீர் மட்டுமே இருக்க வேண்டும்.
• நீருற்றைத் துவக்க, வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலனில் நீரை ஊற்ற வேண்டும்.
• வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலனிலிருந்து நீரானது புவியீர்ப்பு விசை மூலம், காற்று கொள்கலனுக்குப் பாய்ந்து செல்லும்.
• காற்றுக் கொள்கலனிலுக்குள் செல்லும் இந்த நீரானது, அங்குள்ள காற்றை நீர் கொள்கலனுக்கு அழுத்தித் தள்ளும்.
• இவ்வாறு தள்ளப்பட்டக் காற்றின் அழுத்தத்தினால், வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலனுக்கு நீர் பீச்சியடிக்கப்படும். பின்னர் இந்த நீரானது காற்று கொள்கலனில் சேமிக்கப்படும்.
• இந்த இயக்கமானது, நீர் கொள்கலனிலுள்ள நீர் தீர்ந்தவுடன் நின்று விடும்.

இயங்கும் விதம்

ஈரோனின் நீருற்றின் படம்

• ஈரோனின் நீருற்று ஒரு தொடர்ந்த இயக்கத்தைக் கொண்ட அமைப்பல்ல. வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலனிலிருந்து (அ) நீரைப் பீச்சியடிக்கும் குழாய் எவ்வளவுக்கெவ்வளவு கூறாக உள்ளதோ, அவ்வளவுக் காலம் அதிகமாக நீர் பீச்சியடிக்கப்படும்,
• இறுதியில் நீரோட்டம் நின்றுவிடும். காற்றுக் கொள்கலன் மற்றும் நீர் கொள்கலன் ஆகியவற்றின் கொள்ளளவுகள், வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலனின் கொள்ளளவைவிட அதிகமாக இருக்க வேண்டும். இதனால் நீரைப் பீச்சியடிக்கும் குழாய் வழியாக நீரோட்டம் பாயும் விதம் சீராகவும், அதிக காலத்திற்கும் இருக்கும்.
• இறைப்பியுடன் (siphon) ஒப்பிடும் போது, கெரனின் நீருற்றும் கிட்டத்தட்ட அதே போல் செயல்படுகிறது. இரண்டு கொள்கலன்களுக்கும் இடையேயுள்ள காற்றழுத்தத்தால் இறைப்பியும் செயல்படுகிறது. இதனால் ஈரோனின் நீருற்றை, ”ஈரோனின் இறைப்பி” எனவும் கூறலாம்.
• ஈர்ப்பு நிலையாற்றல் (gravitational potential energy) மூலமாக கீழேயுள்ள காற்று கொள்கலனுக்குச் செல்லும் நீரானது, காற்றழுத்தத்தை உருவாக்கி மேலே நீர் கொள்கலனிலுள்ள நீரைப் பீச்சியடிக்கிறது.
• வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலனிலிருந்து, நீர் கொள்கலன் எவ்வளவு அருகாமையிலுள்ளதோ மற்றும் வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலனிலிருந்து காற்றுக் கொள்கலன் எவ்வளவு தொலைவிலுள்ளதோ அவ்வளவு சிறப்பாக நீரூற்று வேலைச் செய்யும்.
• நீர் கொள்கலனிலுள்ள நீர் தீர்ந்தவுடன் ஈரோனின் நீருற்று, தனது செயல்பாட்டை நிறுத்திவிடும்.
• கெரனின் நீருற்றை மீண்டும் இயக்க, நீர் கொள்கலனில் மீண்டும் நீரை நிரப்பி, காற்று கொள்கலனிலுள்ள நீரை வெளியேற்ற வேண்டும். வட்டமான ஆழமில்லாத கொள்கலனிலும் நீரை நிரப்ப வேண்டும்.

இயற்கை வெந்நீருற்றுகள் செயல்படும் விதம்

• இயற்கை வெந்நீரூற்றுகள் கெரனின் நீருற்றுகளைப் போல் செயல்படுகிறது. வெந்நீரூற்றுகளில் தொடர்ச்சியாக அல்லாமல், நீர் விட்டு விட்டு வெளிவருகிறது.
• கெரனின் நீருற்றில் ஒவ்வொரு முறையும் காற்று கொள்கலன் காலி செய்யப்பட வேண்டும். ஆனால் வெந்நீரூற்றுகளில் இந்த வேலை இயற்கையாகவே புவி வெப்ப ஆற்றல் மூலமாக நடைபெறுகிறது.
• புவிவெப்பச் ஆற்றல் மூலம் நீர் ஆவியாகி, நீரை பீச்சியடிக்கும் ஆற்றல் தானே உருவாகிறது.

உசாத்துணைகள்

• Brown, Henry T.; "507 Mechanical Movements, Mechanisms and Devices", p. 111; 19th edition 1901.
• Hiscox, Gardner D.; "1800 Mechanical Movements, Devices and Appliances", p. 162; 16th edition published 1926 under the name "Mechanical Movements, Power and Devices".

வெளியிணைப்புகள்

• R.Ya.Kezerashvili, A.Sapozhnikov. "Magic Fountain", at arxiv.org