标题: 神奇的水锤泵:无需外力,让水逆流而上
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你是否曾听说过这样的水泵,无需油、无需电,甚至无需任何外力,就能让水逆流而上?听起来像是违背了物理定律,让许多人持怀疑态度,担心这又是像各种永动机一样,只是收割韭菜智商的东西。然而,现实世界中,真的存在这样一种神奇的水泵——水锤泵。
在讲述水锤泵之前,我们先来聊两个与之相关的小故事。
第一个故事,与法国的蒙戈菲尔兄弟有关。这两位科学家,你可能不熟悉,但他们与热气球的故事或许能让你提起兴趣。约瑟夫·蒙戈菲尔和雅克·蒙戈菲尔兄弟俩,都热爱科学实验,他们的父亲资助了他们进行气球实验,并因此获得了法国科学院的荣誉。1783年,他们成功展示了热气球,并继续他们的科学事业。
然而,我们要说的不是热气球,而是与水泵有关的另一个故事。早在1772年,哥哥约瑟夫·蒙戈菲尔就设想为父亲的造纸厂制造一台抽水的机器,利用水锤效应,将其设置在一个简单的机器上。1796年,他成功发明了水锤泵的雏形,更准确地说,是“液压柱塞或液压缸”。
接下来,我们再来聊聊第二个故事。我国的老水利专家傅明道,在1957年在浙江东阳金家庄建立了一个扬程达到185米的水锤泵站。在那个山村,由于缺水,10亩田只能种植水稻。由于地形高差大且没有电力,他提出了“水打水”的方法,利用水锤效应将水打到山上。村民们顺地势引溪水至水锤泵站,溪水冲击水泵形成水锤,然后从出水管中冲上山。
那么,水锤泵是如何工作的呢?
当从较高处冲下的水流通过开启的阀门,水流从出口流出。由于水锤效应,压力增大,挤压弹簧使阀门关闭,无处释放的增大的压力会向上推开另一个阀门,水进入储气罐并从出水管压到比水源更高的地方。随后,当压力降低,另一个阀门落下,之前的阀门打开,继续进行下一个循环。
那么,水为何能从低处压到高处呢?我们假设一组数据来解释。假设水源有10个水,具有总能量100。当水流到水锤泵处,流出9个水,但流速极小,能量只有10。根据能量和水量守恒,会从出水管流出1个水,但具有90的能量。由于流速小,所以可以被压得很高。
这就是水锤泵的原理。虽然很多人觉得水锤泵不可能存在,认为它违反了能量守恒,但实际上,水锤泵只是将其中一部分水压到更高的地方,这并不违反能量守恒定律。
在山区、丘陵地带,只要溪水具有一定连续的流量,落差在半米以上,就可以安装这种省电省油的水锤泵。
你相信了吗?水锤泵,这种神奇的水泵,真的能让水逆流而上。
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