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几周之后,期盼已久的时刻终于来临。我看着那座亲手建起的水塔,嘴角不禁泛起一抹微笑。“如此简单的构造,却带来如此显着的福祉。”
想象一个巨大的橙色饮水机。只需轻轻旋转龙头,内部的水便能喷涌而出,供人装满水瓶或水杯。正是重力驱动下的压力,使得这一切成为可能。水塔的工作原理与此相似。
矗立于空中的塔顶,那座庞大的储水罐高悬6o英尺之上,内含约5o,ooo加仑(约189,ooo升)的水。自罐顶延伸出的大口径管道将水送入主供水管,进而同步填满所有细小分支水管。
值得再三强调的是水管中的水始终存在,无时无刻不在。它只是静静地等待,当人们拧开龙头或水嘴时,水便应声而出。这就是水管系统的全部奥秘所在。
水管中的水压推动水流从弯曲的水龙头喷出,克服重力注满马桶。这种压力源自水塔,利用水自25至1oo英尺高度落下产生的重力势能,形成持续恒定的压力。
不妨设想一座水上滑梯。当水在重力作用下沿滑道加下滑,即使遇到类似过山车般末端上翘的弯道,依然能将水向上喷射而出。水塔的作用便与此异曲同工。
这座巨型“饮水机”
即将开始为桑德尔镇每一座建筑的水管系统输送生命之源,支持小镇人口增长至十万甚至更多。
“卡特,水泵那边进展如何?”
我一边向正在水塔旁混凝土建筑旁忙碌的男子挥手致意,一边问道。
“运转着呢。”
卡特回答,语气中带着明显的压力,“我想你会说这效率低得令人指,亟待改进,但它确实是在工作。”
我意识到自己也该开始更多依赖他人了。不仅是给卡特肩头增添了繁重的工作负担,更在于将高端创新的责任一股脑交给了他。像水泵这类设备,一旦管道破裂,可能导致基础设施受损,甚至殃及民众的家具与财物,压力之大可想而知。
然而,正是这份责任感让我如此倚重卡特。这似乎是个两难境地,但我必须找到解决之道。
思考间,我和卡特一同走向不远处的辅助建筑。室内炉火熊熊,工人们正将煤炭铲入锅炉。蒸汽压力驱动蒸汽机轰鸣作响,犹如火车般有力,其动力通过一条粗大的管道输送至水塔,直抵塔顶的储水罐。
“别太紧张,只要管道不破裂,除了等待找到比皮革更好的材料,你也做不了什么。”
我说,“能运作到目前这个程度已经很了不起了。”
的确奇妙,我们仅凭内部装有活塞的管道、一台蒸汽机以及一些皮革,竟能将水送上6o英尺高空。尽管匪夷所思,但这恰恰是我们实现的目标。
为了达成这一壮举,我们设计了一套活塞驱动的泵送装置。当蒸汽压力推动活塞时,就如同自行车打气筒般产生压力,只不过这里活塞挤压的是柱塞,用以将水以压力形式而非空气送入轮胎般向上推送。
当水随活塞上行时,自然也会有回落的趋势。为了防止水回流,我们引入了一种名为“阀门”
的装置,它只允许液体单向流动。
想象一下,你在滑下滑水道,滑道末端有一个皮革瓣,防止水流回滑道内。当你撞开它时,它被推开,但当你离开后,外部的水会再次将其关闭。这就是阀门的作用。
阀门正是水泵背后的秘密所在。当活塞自动下压我们所比喻的“自行车打气筒式柱塞”
时,水被推上管道,冲开皮革瓣。然后,提拉柱塞所产生的压力使水回流下降。然而,我们的皮革部件在每一阶段都阻止了水再次向下流动。
借助足够数量的阀门和适当的压力,水可以被提升至相当的高度。
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