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这个水筒车是杜尚清小时候在历史小人书里看见过的,当时只是好奇惊讶古人的聪明智慧,居然可以发明出那么有用的农业用具。
它是和翻车相类似的提水机具。这是利用湍急的水流转动车轮,使装在车轮上的水筒,自动戽水,提上岸来。
筒车又称“天车”、“竹车”、“水轮”、“水车”,是水力灌溉工具。
按照材质分竹筒车和木筒车两种。筒车的水轮直立于河边水中,轮周斜装若干竹木制小筒,有达四十二管者。
利用水流推动主轮;轮周小筒次序入水舀满,至顶倾出,接以木槽,导入渠田。最早的记载见于唐代,宋以后逐渐推广。
筒起到了叶轮的作用:承受水的冲力(由水的动能(速度)提供),获得的能量使筒车旋转起来。并克服筒车的摩擦阻力、以及被提升的水对筒车的反力矩)。
当转过一定角度,原先浸在水里的竹筒(已灌满了水)将离开水面被提升。筒底所在的外环半径大于筒口所在的内环,由于两者为同心圆,所以在低处时,竹筒盛水(筒口高于筒底),在高处时,竹筒泄水(筒口低于筒底)。
可以通过调整水槽的位置和长度,使水槽能够接到更多的水。当筒车旋转太慢,或者提不起水,可在筒车上装一些木板或竹板,便于筒车从水中获得更多的能量(动能),也可以将筒车浸入水中更深一些,来获得能量(这样处理,由于竹筒出水时的位置与筒车轴线之间的角度更大,筒口与筒底的高差也更大,能够使竹筒内存下更多的水)。
当水流的速度较低时,竹筒也要相对小一些,否则,筒车从水中获得的能量有限,不足以克服被提起的水对筒车的反力矩(或者说:势能)。如此往复,循环提水。筒车本身的效率很低,但无需供给动力。
理论知识杜尚清揣摩揣摩基本上都搞明白了,接下来就是具体画模型,这个尺寸比例,必须要准确。
不然后面做真正的水筒车的时候,万一尺寸不对,麻烦事就大了。
杜尚清准备做木制的,这样经久耐用一些,竹制的只适合小地方用,自己做的这个水筒车必须要满足两个村的用水需求,尺寸上必须要做的够大。
杜尚清坐在书桌前,时而奋笔疾书,时而埋头沉思,手中的碳笔在纸张上不停地写写画画,每一个线条、每一处标记都是他深思熟虑后的杰作。
他对细节极其讲究,不断地修修改改,力求让这份设计图尽善尽美。
时间悄然流逝,不知不觉间,外面的天空已经逐渐变暗,但杜尚清却浑然不觉。
他沉浸在自己的世界里,仿佛与外界隔绝一般。就这样,他在自己的小书房里一关就是大半天。
直到家人呼喊着吃晚饭时,杜尚清才如梦初醒般抬起头来。
此时此刻,大家的晚饭几乎快要结束了,但杜尚清并不在意,因为他心中满怀着期待——经过长时间努力绘制而成的水筒车设计图终于完成了!
“打完收工!无比轻松!用饭,用饭。”杜尚清活动活动脖子,扭扭腰,甩甩胳膊,踢踢腿。
小石头看见杜尚清出来,笑嘻嘻跑过来:“爷爷,你在书房做什么呢?我吃饭都没有看见你。”
杜尚清笑呵呵抱起自己的大孙子,“爷爷在给你做玩具,等你五爷爷做出来,就放在院子里给你玩,好吗?”
“好啊!好啊!”小石头高兴的拍手。
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