浙江
水泵博物馆
你知道吗？
中国利用水能冶铁的“水泵”
名字叫水排
图片来源网络
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水排由杜诗在东汉时期发明的利用水能鼓风冶铁的机械，《后汉书·杜诗传》记载“建武七年（31），迁南阳太守，造作水排，铸为农器，用力少，而见功多，百姓便之。”
“冶铁者为排吹炭，今激水鼓之也。”在水排发明之前，冶铁鼓风多由人力或者畜力推动。水排的发明实现将水流的力量转化为机械动能，从而带动鼓风的皮囊，并且能够通过控制水流速度调节鼓风的速度，提供持续而且稳定的动能，故而“用力少，而见工多”，极大提高冶铁的效率。
水转翻车/张力军、胡泽学《图说中国传统农具》
02
根据记载的文字描述，水排工作的原理是选择湍急的河流的岸边，架起木架，在木架上直立一个转轴，上下两端各安装一个大型卧轮，在下卧轮（水轮）的轮轴四周装有叶板，承受水流，是把水力转变为机械转动的装置；在上卧轮的前面装一鼓形的小轮（“旋鼓”），与上卧轮用“弦索”相连（相当于传送皮带）；在鼓形小轮的顶端安装一个曲柄，曲柄上再安装一个可以摆动的连杆，连杆的另一端与卧轴上的一个“攀耳”相联，卧轴上的另一个攀耳和盘扇间安装一根“直木”（相当于往复杆）。
当水流冲击下卧轮时，就带动上卧轮旋转。由于上卧轮和鼓形小轮之间有弦索相连，因此上卧轮旋转一周，可使鼓形小轮旋转几周，鼓形小轮的旋转又带动顶端的曲柄旋转，这就使得和它相连的连杆运动，连杆又通过攀耳和卧轴带动直木往复运动，使排扇一启一闭，进行鼓风。
牛转翻车/图片来源网络
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水排巧妙地利用了水轮、皮带、曲柄、连杆等装置将水流势能转化为机械动能，能够完全摆脱对人力畜力的束缚而自行往复工作。同时，对于炼铁而言，对于火的温度要求极高，水排能提供稳定的动能，在很大程度上解决了这一问题。
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