В котле давление достигает десятков атмосфер, а в баке вода находится под атмосферным давлением. Если их просто соединить трубкой друг с другом, вода вовсе не пойдет из тендера в котел – наоборот, пар с большой скоростью начнет вырываться в бак. В наши дни мы применили бы электрический насос, чтобы развернуть поток в правильную сторону, но на паровозах насосов не было.
Это самая гениальная деталь паровоза, и вы точно про нее не слышали
Про устройство самой паровой машины не знает только ленивый. При этом мало кто задумывается о том, что в принцип ее работы заложен странный парадокс.
Пресс-служба РЖД
Паровую машину питает пар, находящийся под большим давлением в котле. Пар все время расходуется, и чтобы пополнять котел, паровоз тащит за собой тендер, в котором установлен бак с водой.
Как же подать воду в котел? Не останавливать же паровую машину и не остужать котел каждый раз, когда надо наполнить его водой!
Как работает паровой инжектор
Еще в 1858 г. французский изобретатель Анри Жиффар изобрел устройство, решившее проблему. Созданный им оригинальный, самый простой вариант инжектора вы можете видеть на следующем фото.
Вот как он работает:
- Машинист приоткрывает клапан B с помощью ручки C и в инжектор попадает небольшое количество пара из котла по трубе A (слева-сверху на рисунке).
- Пар заполняет инжектор и остывает от контакта с его металлическими стенками и конденсируется. При этом давление в инжекторе падает и он затягивает внутрь воду по нижней трубе E.
- Далее машинист открывает паровой кран сильнее. Мощная струя увлекает за собой воду в коническое сопло, которое сначала сужается, а потом в другое сопло H, направленное тонким концом в обратную сторону. По закону Бернулли скорость потока при этом замедляется, а давление увеличивается.
- Достигнув клапана K на входе в котел, вода под давлением открывает клапан и попадает в котел.
Принцип работы инжектора Жиффара.
Более поздние инженеры усовершенствовали паровой инжектор, приспособив его для нагрева воды и увеличив мощность. Однако главную творческую работу совершил Жиффар, гений механики клапанов – он разобрался, как применить элементарные законы механики и термодинамики, чтобы создать устройство, работающее без электричества или топлива и не знающее износа.
Кстати, вы слышали, что Жиффар является еще и создателем пневматического оружия на углекислом газе?