Паровой инжектор Жиффара: гениальная деталь, без которой паровоз не поедет

В котле — десятки атмосфер давления, а в баке — всего одна, обычная атмосферная. Попробуйте соединить их трубкой. Что произойдёт? Вода в котёл не потечёт. Наоборот, пар с шипением и свистом рванёт наружу, в бак. В современном мире мы бы просто поставили электрический насос, но у паровозов его не было и быть не могло.

Как же быть? Неужели каждый раз останавливать машину, остужать котёл и вручную заливать воду? Абсурд! И всё же решение нашлось — остроумное, элегантное и работающее без единой движущейся детали.

Как работает паровой инжектор

В 1858 году француз Анри Жиффар подарил миру гениальное изобретение — паровой инжектор. Взгляните на его простейший вариант.

Принцип работы напоминает фокус:

• Машинист слегка приоткрывает клапан B ручкой C. Немного пара из котла по трубе A проникает в инжектор.
• Металлические стенки устройства холоднее пара. Пар касается их, мгновенно конденсируется в воду, и давление внутри резко падает. Возникает разрежение, которое буквально всасывает воду из нижней трубы E.
• Затем машинист открывает кран пошире. Мощная струя пара подхватывает воду и несёт её через коническое сопло, которое сначала сужается, а потом расширяется (сопло H). Здесь в дело вступает закон Бернулли: в узкой части скорость растёт, в расширяющейся — падает, зато давление резко увеличивается.
• Под этим давлением вода легко преодолевает клапан K на входе в котёл и благополучно попадает куда нужно. Парадокс преодолён!

Позднее инженеры усовершенствовали конструкцию, добавив подогрев воды и увеличив мощность. Но главное сделал Жиффар. Его инжектор — это чистая магия механики и термодинамики. Устройство без двигателя, топлива и практически без износа, которое использует энергию самого пара, чтобы накормить им же котёл. Разве не гениально?