中国最早发明虹吸管送水的是东汉的毕岚

渴乌是一种利用静水压力差输送液体的器具。它的发明,标志着中国古代水力学发展到了一定的水平。

根据史书的记载,渴乌的发明者与翻车的发明者是同一个人,即东汉一位名叫毕岚的人。这是一个心灵手巧的古代工程师,他发明并制造了许多精妙的机械。

Chinese-ancient-water-transport-project-named-Ke-Wu(图:中国古代跨山取水工程“渴乌”运用了三大物理原理:帕斯卡原理(静力学)、虹吸原理(动力学)和回燃现象(热力学))

渴乌在中国古代又称作 “过山龙”。渴乌的最早出处是《后汉书-宦者传-张让》:“(毕岚)又作翻车渴乌,施於桥西,用洒南北郊路,以省百姓洒道之费。” 唐代(章怀)太子李贤在唐初为《后汉书》的这段文字作注解时认为:“翻车,设机车以引水;渴乌,为曲筒,以气引水上也。”也就是说,渴乌是一个弯曲的筒状物。其形状类似饮水的乌鸦。它的工作原理是“以气引水上也”,即利用大气压力的原理来引水。翻车是从低程向高程送水,而渴乌是从高程向低程送水,需要有大气压的帮助。

以竹子为材料的大管径的渴乌,在唐代已经投入使用。 现存的最早记载竹制渴乌的制作和使用方法的文献是唐代中期的政治家和历史学家杜佑的《通典》。其原文是:“渴乌,隔山取水。以大竹筒雌雄相接。勿令漏泄。以麻漆封裹。推过山外。就水置筒。入水五尺。即于筒尾取松桦乾草当筒放火。火气潜通水所。即应而上。”北宋康定年间(1040)曾公亮在所著的《武经总要前集》对这种取水方法也有类似的记述。

渴乌的主要用途是隔山取水,利用真空和水压力将水输送到目的地,因而必须将之做成中间高于两端的虹吸状,其进水口和出水口之间需有一定的高差。渴乌大多用凿通中间隔节的竹筒相互套接而成。

其接合处需用麻缠裹并涂以油漆,或用油灰黄腊镶嵌涂抹,以便接合严密不致漏气。然后将渴乌前端插入水源水面以下5尺,并将之摆放妥当。为将水引上竹筒,关键要在筒内制造一定的真空,以便在大气压力的作用下将水“吸”入筒内,继而从出口端流出。在如此大型的虹吸管中制造真空,靠人用口吸显然是不可行。古人巧妙地利用了氧气燃烧的原理,即在竹筒出口端塞上松枝、干草等易燃物,然后将之点燃,筒中的氧气就会迅速燃尽。这样,筒内的空气压力低于筒外的大气压力,水就得以“自中逆上”。

中国的许多酿酒作坊中也常常采用这种虹吸管。

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