有一种水泵，不用油、不用电，就能让“水往高处流”，你信不信？

有一种水泵，不用油、不用电、不借助外力，就能让“水往高处流”，你信不信？不少小伙伴持怀疑态度，觉得这与能量守恒定理相违背，不会又是像各种永动机一样，成为收割韭菜智商的东西吧？

但是现实中，还真有这样的水泵，它就是水锤泵。说到这，很多人都想看看水锤泵到底长啥样，真的像上面说的不靠外力只靠自己就能运行？我先卖个关子，咱们先聊两个跟水锤泵有关的小故事，最后再介绍它是怎么运转的。

提到水锤泵，就不得不提法国的蒙戈菲尔兄弟。这么干说，您可能觉得这哥俩我又不认识，但是如果说他俩发明了热气球，您是不是兴趣就来了。哥哥约瑟夫·蒙戈菲尔和弟弟雅克·蒙戈菲尔的父亲生了16个孩子，他们兄弟俩是其中2个最优秀的。哥哥约瑟夫生于1740 年 8 月，弟弟雅克生于1745 年 1 月，他们的父亲在法国南部一个小镇经营一家造纸厂，由于买卖不错，所以有钱资助兄弟俩搞气球实验，也让他们保持了对科学实验的浓厚兴趣。

约瑟夫·蒙戈菲尔

雅克·蒙戈菲尔

1782 年，他们发现加热的空气收集在一个大的轻质纸袋或织物袋中时，会使袋子升到空中。1783 年他们在当地首次展示了热气球雏形，通过在袋子底部的开口下燃烧稻草和羊毛来填充热空气，气球升到大约 1000 米的空中，停留了大约 10 分钟，然后在离它升起的地方超过1.5英里的地方降落在地面上。两兄弟被法国科学院授予荣誉并继续他们的科学事业。

蒙戈菲尔热气球

咱们言归正传。早在1772年，32岁的哥哥约瑟夫·蒙戈菲尔就设想为父亲的造纸厂造一台抽水的机器，可以利用水锤效应，把它设置在一个简单的机器上。最终在1796年，发明了水锤泵雏形，准确的说法叫“液压柱塞或液压缸”。

液压柱塞或液压缸

这里有一个关键的术语——水锤效应，顾名思义，水像锤子一样，当水流在管道中流动，水龙头突然关闭，水流就像一列火车一样，被急速拦停，但是由于存在惯性力，就会冲击水龙头和附近的管道，从而压力大增并产生噪音。如果把水龙头换成液压柱塞，一部分水会流进柱塞，并被压高。这就是水锤泵的原理。

再聊聊第二个故事。我国有位老水利专家叫傅明道，他在1957年在浙江东阳金家庄搞了一个扬程185米的水锤泵站。金家庄是个山村，出了名的缺水。当时这个村有10亩田可以种水稻，但是没水，种粮食都困难。由于地形高差大又没有电，没法搞机灌和电灌，所以傅明道提出来用“水打水”的办法来解决，就是把水变成榔头，把水打到山上去。首先当地有大量流动的溪水，村民们就顺地势开明渠把溪水往下引到水锤泵站，溪水从吸水管冲进水泵，形成水锤，再从出水管中冲上185米高的山地上。真的这么神奇？

从较高处冲下来的大量水，带着速度来到A处，水流通过开启的阀门B从E口流出，但是由于水锤效应，压力增大，挤压弹簧r使阀门B向右移动关闭，无处释放的增大的压力会向上推开阀门C，水进入储气罐D并从出水管R压到比水源更高的地方。随后A处压力降低，阀门C落下，阀门B左移打开，继续进行下一个循环。可以看出水锤泵是一个间歇循环运转的水泵。

水之所以能从低处压到高处，我们假设一组数据，你就明白了。忽略各种损失的前提下，假设水源有10个水，具有总能量100，到了水锤泵这里从阀门B流出9个水，但是流速极小，能量只有10，根据能量和水量守恒，会从出水管R这里流出1个水，但是具有90的能量，由于流速也很小，因此可以被压的很高。

水锤泵原理示意图

很多人觉得水锤泵不存在，违反能量守恒，是因为他们误认为水锤泵会把10个水全部压到高处，那肯定不行，但是把1个水压到更高处，那还是符合能量守恒的，这回你能清楚认识水锤泵了吗？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，就能安装这种省电省油的水锤泵。