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阿基米德螺旋泵
工业基石用螺旋叶片沿倾斜轴提升低扬程大流量水
流体机械灌溉古代
进阶级：需要一定工程知识和组织能力，成功后可奠定产业基础。
适用时代
古代
难度
中等
风险等级
低
制作周期
数天
前置条件
长轴、螺旋叶片、圆筒外壳、支架
原理
阿基米德螺旋泵利用螺旋叶片的推送作用。叶片与外壳形成封闭水腔，轴倾斜旋转时，低处的水进入水腔并被逐级推向高处，最终从顶端排出。转速低、流量大、可输送含杂物的水。
原料与配比
| 原料 | 用量 | 说明 |
|---|---|---|
| 木/竹 | 1 根 | 中心轴 |
| 木板/铁皮 | 若干 | 螺旋叶片 |
| 木/陶/金属 | 1 个 | 半圆或圆筒外壳 |
| 支架 | 2 个 | 支撑两端 |
| 榫钉/螺栓 | 若干 | 固定叶片 |
工具
- 锯
- 刨
- 凿
- 钻
- 量角器
操作步骤
- 确定参数：扬程 H、流量 Q、轴倾角 20°–35°、螺旋外径 D、螺距 S ≈ D。
- 制中心轴：选用直木或竹，长度按扬程和倾角确定，两端车圆或装轴颈。
- 制叶片：将木板裁成螺旋带状，或铁皮敲成螺旋面，沿轴焊接/钉合。
- 制外壳：圆筒内径略大于螺旋外径；若用半圆槽，则开口朝上。
- 安装：轴两端架在支架上，低端浸入水中，高端出水。
- 密封间隙：叶片与外壳间隙越小效率越高，可用纤维填缝。
- 驱动：手摇、畜力或水车带动轴旋转。
- 试水：低速转动，观察水位提升和流量，调整倾角和转速。
注意事项
- 倾角越小，扬程越高但流量越小；倾角越大，流量大但扬程低。
- 转速不可过高，否则水因离心力甩出，无法连续提升。
- 外壳要有足够刚性，防止变形增加间隙。
- 木质结构要防腐。
常见问题与解决方法
| 问题 | 原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 不出水 | 转向反或转速低 | 换向，提高转速 |
| 流量小 | 间隙大或螺距小 | 减小间隙，加大螺距 |
| 水从高处倒流 | 叶片与外壳间隙大 | 填缝或换叶片 |
| 轴弯曲 | 木质受潮或过长 | 加中间支撑，换硬木 |
升级方向
- 多头螺旋：提高流量。
- 金属叶片：延长寿命。
- 与风车/水车联动：自动提水。
参考来源
- 古代机械
- 农业机械
- 流体力学