北京
你有没有想过，一台轰隆隆往前跑的蒸汽机车，一边喷着白汽，一边还得不断往锅炉里补水？
这不是个简单问题。锅炉里是高压蒸汽，而水箱在常压下。要把水从低压送进高压，还不能用任何运动部件——泵会磨损、会坏、还得花钱维护。那怎么办？
答案藏在1850年代。一个叫亨利·格里法德的人，想出了一个几乎违背直觉的办法：用蒸汽自己来给自己加水。
蒸汽怎么变成"吸水泵"？
原理其实不复杂，靠的是伯努利定律——流体速度越快，压力就越低。高压蒸汽从锅炉出来，先经过一个先收窄再扩宽的喷嘴，压力骤降、速度飙升。这时候，蒸汽撞上从水箱引来的冷水，瞬间凝结成水珠，体积缩小了几十倍，形成局部真空。
这一真空，就把水箱里的水"吸"了上来。
但问题来了：吸上来的水，压力还是低于大气压，怎么才能把它压进180多PSI的锅炉里？
答案还是伯努利
水被吸进来之后，速度已经很快了——既有文丘里效应的功劳，也吸收了蒸汽凝结时释放的动量。这时候再让它经过一个收敛喷嘴，速度继续加快，压力就上去了。一个单向阀，让加压后的水顺利进入锅炉，中间还留了个缝隙，在压力建立之前先排水。
整个过程，没有一个运动部件。
更妙的是，蒸汽从锅炉出来、又带着热量回到锅炉里，所以它在煤和水的利用效率上，比传统泵高得多。难怪当年能取代又贵又娇气的机械泵。
一个让人挠头的设计，值得被记住
说实话，这个装置第一次看，谁都容易懵。要不是有人坐下来慢慢讲，你可能很难相信蒸汽能自己给自己"打气"。
但正是这种设计，让人忍不住感叹：一百多年前的工程师，用几条最基本的物理定律，就解决了今天看来依然精妙的工程难题。
也许我们大多数人这辈子都不会去开一台90岁高龄的锅炉，也不会去造新的蒸汽机车。但看看过去那些伟大的工程师，如何用简单的原理撬动巨大的机械，这件事本身，就是一种教育和启发。
下次再看到蒸汽机车喷着白烟呼啸而过，你大概会多一层理解：那团白汽背后，藏着一个不用泵就能加水的天才设计。
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