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自制循环小水车的科学原理

自制循环小水车的科学原理:采用了重力以及压强所产生的现象。应该说是半永动机,水车之所以可以不断运动,是因为水不断对水车做功。工作原理是水的动能转移为水车的动能。

自制循环小水车的科学原理

水车是一种古老的提水灌溉工具。水车也叫天车,车高10米多,由一根长5米,口径0.5米的车轴支撑着24根木辐条,呈放射状向四周展开。每根辐条的顶端都带着一个刮板和水斗。刮板刮水,水斗装水。河水冲来,借着水势的运动惯性缓缓转动着辐条,一个个水斗装满了河水被逐级提升上去。临顶,水斗又自然倾斜,将水注入渡槽,流到灌溉的农田里。

一般都是建在水流湍急的地方,利用上游的水流推动水车运动。水车应该就是提水用的筒车。

原理:

竹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。此时,由于竹筒的筒口比筒底的位置高(这就是筒口要朝着筒车前进方向的原因),竹筒里会存一些水。

当竹筒越过筒车顶部(此时竹筒开始倒水)之后,筒口的位置相对于筒底开始降低,竹筒里的水就会倒进水槽里。你可以调整水槽的位置,使水槽能够接到更多的水。当你发现筒车旋转太慢,或者提不起水,你要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)。你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。

古代的筒车和翻车分别是什么时期发明的

我国是一个农业大国,农业灌溉工具的发展显得尤为重要,影响着农业生产的发展。平时农作物灌溉主要依靠自然的降雨降雪,但气候并不由人控制,更多的时候需要进行人工灌溉。那么在科技并不发达的古代,人们是怎样给庄稼浇水的?

常见的、比较出名的古代灌溉工具有:商代的桔槔,周初的辘轳,汉代的人力翻车

桔槔是一种十分古老的取水工具,作用原来就是有名的杠杆原理,早期的桔槔主要用于园圃中的“井”上,代替缸、瓮等来汲水灌田,后来也应用在湖、河、塘、溪的边上汲水。应用桔槔的汲水过程主要是借助人的体重向下用力,因而大大减轻了人们提水的疲劳感。桔槔作为汲水工具虽然简单却使人们的劳动强度得以降低,因而是古代中国主要的灌溉工具之一。

随着社会的发展,人口的增加,农田耕作面积和规模不断扩大,桔槔渐渐退出历史舞台,因其满足不了当时的农田灌溉的需要了。于是出现了另一种灌溉工具——辘轳。主要是利用轮轴的原理来控制井底汲水提上来的一种起重装置。辘轳便于深井汲水,弥补了桔槔的功能缺陷,满足了农田灌溉对水资源的进一步需求。

农田耕作面积和规模不断扩大,开垦的土地越来越多,需要灌溉的田地越来越多。为了将低处的水连续地提升到高处,满足了大面积田地的灌溉需要,古代劳动人民发明了水车这一灌溉机械。翻车也叫龙骨车,是利用链轮传动来带动水槽内的刮板翻转从而将低处的水引向高处的灌溉机械。水车的出现使得农业灌溉能力大大提高,并使农业生规模进一步扩大。

古代灌溉工具对古代农业的发展是举足轻重的,反映出了古代劳动人民的人造物的设计思想,折射出人与自然之间纯朴而和谐的关系。

筒车最初发明于隋朝,但唐朝的筒车胜于隋朝,距今已有1000多年的历史。汉代的毕岚是我国历史上“翻车”的“创造”者,而三国时的马钧,应是翻车技术的“改进”者。

筒车(chinese noria)亦称“水转筒车”。一种以水流作动力,取水灌田的工具。 据史料记载,筒车发明于隋而盛于唐,距今已有1000多年的历史。这种靠水力自动的古老筒车,在家乡郁郁葱葱的山简、溪流间构成了一幅幅远古的田园春色图,为中国古代人民杰出发明。

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。南宋张孝祥《于湖居士集》中《竹车》诗云: “转此大法轮, 救汝旱岁苦”。“老农用不知,瞬息了千亩。”功效显著,较人、畜力翻车为优, 一些地区沿用至今。

翻车又名龙骨水车,旧时中国民间灌溉农田用的龙骨水车。为世界上出现最早、流传最久远的农用水车。是一种刮板式连续提水机械,是中国古代劳动人民发明的最著名的农业灌溉机械之一。曹魏时,经过改制的翻车用于灌溉。

《后汉书》记有毕岚作翻车,三国马钧加以完善。翻车可用手摇、脚踏、牛转、水转或风转驱动。龙骨叶板用作链条,卧于矩形长槽中,车身斜置河边或池塘边。下链轮和车身一部分没入水中。驱动链轮,叶板就沿槽刮水上升,到长槽上端将水送出。如此连续循环,把水输送到需要之处,可连续取水,功效大大提高,操作搬运方便,还可及时转移取水点,即可灌溉,亦可排涝。中国古代链传动的最早应用就是在翻车上,是农业灌溉机械的一项重大改进。

扩展资料

早在春秋时期就已出现。庄周《南华经》记载的汉阴抱翁老人耻用的桔槔,即是竖于井边的提水器械。随着社会的发展,提水工具的使用越来越被重视,先后又出现了戽斗、汲筒、龙骨车(又名翻车)和筒车。戽斗是用粗绳缚于木桶或笆斗的两边,两人对立各执一绳,将河水汲入田间。

汲筒是用打通竹节之粗大竹杆,相互连接,随地势高下,用木石支架,跨越涧谷,引水入田。龙骨车是用连串的活节木板装入水槽中,上面辅以横轴利用人力踏转或利用牛力旋转,沟溪河水随板导入田中。筒车是利用水力运转的原理,让竹筒取水,流水自转导灌入田,不用人力。

筒车的使用在安康始于南宋郭浩营田时。恒口千工堰龙口下筒车河是郭浩营田时制筒车引水入渠处,故地留“筒车河”之名。在河东岸崖壁上遗有石刻两方,字迹虽已漫漶,但依稀仍可认出“奉檄制龙筒车”、“提水入堰”、“灌田”等字样。

后来发展的高转筒车,王祯《农书》描绘的高转筒车,属于提水机械。以人力或畜力为动力,外形如龙骨车,其运水部件如井车,其上、下都有木架,各装一个木轮,轮径约四尺(明代一尺约合0.32公尺)轮缘旁边高、中间低,当中做出凹槽,更显凹凸不平,以加大轮缘与竹筒的摩擦力。

下面轮子半浸水中,两轮上用竹索相连,竹索长约一尺,竹筒间距离约五寸,在上下两轮之间、在上面竹索与竹筒之下,用木架及木板托住,以承受竹筒盛满水后的重量。高转筒车也用人力或畜力转动上轮。

绑着竹筒的竹索是传动件,当上轮转动时,竹索及下轮都随着转动,竹筒也随竹索上下。当竹筒下行到水中时,就兜满水,而后随竹索上行,到达上轮高处时,竹筒将水侵泻到水槽内,如此循环不已。带动连成串的小竹筒盛水,沿水槽而上,可在高岸上从低水源地区取水。

南宋以来,筒车在使用过程中不断完善,并渐行推广普及。明、清之际,安康各县都可见到筒车。地方志书多有记载。诸如平利坝河的筒车垭,紫阳县的筒车沟,宁陕县汶水河的筒车湾这些至今沿用的地名,即可探寻到当年的踪迹。在汉滨区迎风乡黄洋河畔,至今仍可看到筒车风姿。它们在喷珠溅玉、浇灌农田的同时,也成了人们旅游观光的靓丽风景。

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