有一種水泵，不用油、不用電、不借助外力，就能讓“水往高處流”，你信不信？不少小夥伴持懷疑态度，覺得這與能量守恒定理相違背，不會又是像各種永動機一樣，成為收割韭菜智商的東西吧？

但是現實中，還真有這樣的水泵，它就是水錘泵。說到這，很多人都想看看水錘泵到底長啥樣，真的像上面說的不靠外力隻靠自己就能運行？我先賣個關子，咱們先聊兩個跟水錘泵有關的小故事，最後再介紹它是怎麼運轉的。

提到水錘泵，就不得不提法國的蒙戈菲爾兄弟。這麼幹說，您可能覺得這哥倆我又不認識，但是如果說他倆發明了熱氣球，您是不是興趣就來了。哥哥約瑟夫·蒙戈菲爾和弟弟雅克·蒙戈菲爾的父親生了16個孩子，他們兄弟倆是其中2個最優秀的。哥哥約瑟夫生于1740 年 8 月，弟弟雅克生于1745 年 1 月，他們的父親在法國南部一個小鎮經營一家造紙廠，由于買賣不錯，所以有錢資助兄弟倆搞氣球實驗，也讓他們保持了對科學實驗的濃厚興趣。

約瑟夫·蒙戈菲爾

雅克·蒙戈菲爾

1782 年，他們發現加熱的空氣收集在一個大的輕質紙袋或織物袋中時，會使袋子升到空中。1783 年他們在當地首次展示了熱氣球雛形，通過在袋子底部的開口下燃燒稻草和羊毛來填充熱空氣，氣球升到大約 1000 米的空中，停留了大約 10 分鐘，然後在離它升起的地方超過1.5英裡的地方降落在地面上。兩兄弟被法國科學院授予榮譽并繼續他們的科學事業。

蒙戈菲爾熱氣球

咱們言歸正傳。早在1772年，32歲的哥哥約瑟夫·蒙戈菲爾就設想為父親的造紙廠造一台抽水的機器，可以利用水錘效應，把它設置在一個簡單的機器上。最終在1796年，發明了水錘泵雛形，準确的說法叫“液壓柱塞或液壓缸”。

液壓柱塞或液壓缸

這裡有一個關鍵的術語——水錘效應，顧名思義，水像錘子一樣，當水流在管道中流動，水龍頭突然關閉，水流就像一列火車一樣，被急速攔停，但是由于存在慣性力，就會沖擊水龍頭和附近的管道，從而壓力大增并産生噪音。如果把水龍頭換成液壓柱塞，一部分水會流進柱塞，并被壓高。這就是水錘泵的原理。

再聊聊第二個故事。我國有位老水利專家叫傅明道，他在1957年在浙江東陽金家莊搞了一個揚程185米的水錘泵站。金家莊是個山村，出了名的缺水。當時這個村有10畝田可以種水稻，但是沒水，種糧食都困難。由于地形高差大又沒有電，沒法搞機灌和電灌，所以傅明道提出來用“水打水”的辦法來解決，就是把水變成榔頭，把水打到山上去。首先當地有大量流動的溪水，村民們就順地勢開明渠把溪水往下引到水錘泵站，溪水從吸水管沖進水泵，形成水錘，再從出水管中沖上185米高的山地上。真的這麼神奇？

從較高處沖下來的大量水，帶着速度來到A處，水流通過開啟的閥門B從E口流出，但是由于水錘效應，壓力增大，擠壓彈簧r使閥門B向右移動關閉，無處釋放的增大的壓力會向上推開閥門C，水進入儲氣罐D并從出水管R壓到比水源更高的地方。随後A處壓力降低，閥門C落下，閥門B左移打開，繼續進行下一個循環。可以看出水錘泵是一個間歇循環運轉的水泵。

水之所以能從低處壓到高處，我們假設一組數據，你就明白了。忽略各種損失的前提下，假設水源有10個水，具有總能量100，到了水錘泵這裡從閥門B流出9個水，但是流速極小，能量隻有10，根據能量和水量守恒，會從出水管R這裡流出1個水，但是具有90的能量，由于流速也很小，因此可以被壓的很高。

水錘泵原理示意圖

很多人覺得水錘泵不存在，違反能量守恒，是因為他們誤認為水錘泵會把10個水全部壓到高處，那肯定不行，但是把1個水壓到更高處，那還是符合能量守恒的，這回你能清楚認識水錘泵了嗎？在山區、丘陵地帶，隻要溪水具有一定連續的流量，落差在半米以上，就能安裝這種省電省油的水錘泵。