大家都知道，我們生活的地球被厚厚的氣體包圍著。這層厚厚的氣體，保護(hù)、養(yǎng)育著地球上的生命，人們通常稱之為大氣層。我們就生活在大氣海洋的底層。空氣有質(zhì)量，在地球引力的作用下，大氣層下方的空氣被上方的空氣所壓。這就如同浸沒在液體里的物體會受到液體的壓強(qiáng)作用一樣，大氣對浸在里面物體的壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng)，簡稱大氣壓或氣壓。大氣壓有多大呢？在海平面附近，大氣壓約等于1.013×105pa（相當(dāng)于1cm2的水平面上，放上一個1公斤重的物體所產(chǎn)生的壓力），大約相當(dāng)于10.3m高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，換句話說它大約能支持10.3m高的水柱。大氣壓隨海拔高度的增加而降低，但減小不均勻。大氣壓還隨天氣、季節(jié)的變化而變化。在海拔3000m以內(nèi)，大約每升高10m，大氣壓減小100pa（約相當(dāng)于1cm水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)）。

 

一、活塞式抽水機(jī)

 

這里所介紹的是廣大農(nóng)村常使用的活塞式抽水機(jī)，俗稱“壓井”。它的結(jié)構(gòu)主要有圓筒，筒內(nèi)裝一個可以上下滑動而且跟筒壁緊密配合的活塞。圓筒內(nèi)的底部有一個讓水單向流動的底閥。圓筒的下部連著一個細(xì)長的進(jìn)水管。進(jìn)水管的下端浸沒在水中。

 

抽水時，先向圓筒內(nèi)灌水，使活塞上下運(yùn)動時，與圓筒密合，把筒內(nèi)的氣體排出，而使筒外的氣體又不能進(jìn)入筒內(nèi)。提起活塞時，活塞下部的壓強(qiáng)減小，大氣壓迫使水推開閥門進(jìn)入圓筒。

 

當(dāng)活塞向下時，活塞下面的水壓在閥門上，使閥門關(guān)閉，閥門與活塞之間的水，便從活塞的邊緣部分涌到活塞的上部。活塞上的膠皮一般是用汽車輪胎的內(nèi)胎剪成的。膠皮只能安裝在活塞圓盤的上部，使水單向向上流（若膠皮安裝在活塞圓盤的下部，則使水單向向下流，剛打好井，“洗井”時用）。

 

當(dāng)活塞再次提起時，活塞上部的水便從圓筒中上升，并溢出圓筒，同時，圓筒底部的閥門再次打開，讓井水從下向上進(jìn)入底閥與活塞之間。以后重復(fù)以上過程，水便不斷地流出。

 

我的家鄉(xiāng)屬于平原，當(dāng)?shù)睾０未蠹s120m，大氣壓大約可支持10m高的水柱。村旁有一條不大也不小的河流。村莊上打了好多的壓井。當(dāng)井中水面距活塞的豎直距離小于10m時，出水方便。若大于10m抽不出水。若剛好在10m附近，就會出現(xiàn)奇特的現(xiàn)象。比如農(nóng)歷5月，早上6點起來，想抽些水，卻抽不出，到了上午半晌以后才能抽出水。晚上可能又抽不出水了。原來，同一天的氣壓也在發(fā)生著變化，早上的氣壓是比較低的，當(dāng)氣壓低時，它所支持的水柱高度小于井中水面與活塞之間的距離時，水是抽不出來的。另外有時候陰天抽不出水，晴天卻能抽出水。因為晴天往往比陰天氣壓高。

 

隨著生產(chǎn)的發(fā)展，河中的沙子被大量采挖，使得河床下降2m左右，井中的水位也隨之下降，結(jié)果村莊上原本能正常使用的壓井，陸續(xù)不出水了。因為壓井活塞距井中水面的距離已大于氣壓所支持的水柱高度了。怎么辦呢？要設(shè)法減小壓井活塞與井中水面的距離。于是紛紛把壓井圓筒的位置降低，有的甚至挖出地窖，把壓井圓筒部分安在地窖里。這樣又可以出水了。但使用起來不太方便。可見大氣壓的影響是多么大呀！

 

再后的發(fā)展，又出現(xiàn)了另一種壓井，相當(dāng)于活塞、底閥安在抽水管的下端，即活塞、底閥浸沒在井中水面下。不管什么天氣都可以抽水了。對這種壓井可以說不再受大氣壓的束縛了。即使是無大氣壓，但因水有重力，內(nèi)部有壓強(qiáng)，又有流動性，根據(jù)連通器的原理，水會自動地沖開位于水面下的底閥，進(jìn)入水面下的底閥與活塞之間，再通過活塞的上下運(yùn)動，就可以向上抽水了。

 

二、離心式水泵

 

離心式水泵的主要部分是泵殼和裝在泵殼里的葉輪。葉輪的軸跟電動機(jī)或柴油機(jī)的軸相連。水泵啟動前，須先在泵殼內(nèi)灌滿水，使殼內(nèi)的空氣排出（若不排出，旋轉(zhuǎn)時氣體的離心力較小，葉輪處不能形成真空，與水面處壓強(qiáng)差距較小，不足以使液體吸入泵內(nèi)）。

 

啟動后，葉輪在電動機(jī)或柴油機(jī)的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉(zhuǎn)，由于離心作用，水被甩入出水管中，這時葉輪轉(zhuǎn)軸附近的壓強(qiáng)大大減小，大氣壓將迫使低處的水推開底閥，沿進(jìn)水管進(jìn)入泵殼。如此循環(huán)下去，水可以不斷地被抽到高處。

 

離心式水泵中，靠大氣壓的作用將水吸上來的高度叫吸水揚(yáng)程。靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將水甩上去的高度叫壓水揚(yáng)程，二者之和是水泵的實際揚(yáng)程。

 

由于吸水揚(yáng)程受大氣壓的限制，因此水泵葉輪部分不能離水面的豎直距離大于10m（當(dāng)然海拔越高的地方，由于大氣壓降低此數(shù)值也相應(yīng)減小）左右。

 

為了能抽上來水，不得不把葉輪部分安裝在河岸的半腰，或半腰以下，即便是有洪水的汛期，而不是安裝在更為安全的河岸上。因為實踐證明，當(dāng)葉輪部位距河水面達(dá)到一定值時，不是出水量太小，就是干脆抽不出水來。對于壓水揚(yáng)程它卻不受大氣壓的影響。理論上，只要葉輪周圍有水，葉輪旋轉(zhuǎn)有足夠的動力，壓力揚(yáng)程超過百米也屢見不鮮。

 

如果把葉輪部分干脆放入水面下，只要想辦法能讓葉輪高速旋轉(zhuǎn)，那么大氣壓也就無法影響它的揚(yáng)程（當(dāng)然包括吸水揚(yáng)程）了。

 

下面我們要說的潛水泵正是用了此種方法。

 

三、潛水泵

 

潛水泵又稱潛水電泵。通俗講就是一種泵和電機(jī)合二為一，放在水面下工作的（而普通的抽水機(jī)大多工作在地面上）抽水機(jī)。它一般由泵體、揚(yáng)水管、泵座、潛水電機(jī)和起動保護(hù)裝置組成。潛水泵有很大的優(yōu)勢，因為它的葉輪部分在水下，它可以不受大氣壓對吸水揚(yáng)程的影響，因為葉輪部分在水下，即便是無大氣壓，但在水的壓強(qiáng)的作用下（也可以從連通器的角度考慮），水會自動流入葉輪周圍，而這種流動卻不是因為大氣壓的驅(qū)動。

 

由于電機(jī)在水面下，潛水泵在使用中遇到了一個要克服漏電的難關(guān)。因此它的發(fā)展也不過有幾十年的歷史。

 

 

潛水泵在選型的時候，要特別注意泵的型號、流量和揚(yáng)程，如果選型不當(dāng)，將無法滿足工作要求，不能發(fā)揮機(jī)組的效率。

 

使用潛水泵時，先將潛水泵放入水中，通電試車。試車正常后，用吊繩將電泵緩慢潛入水中，電泵下端到水底應(yīng)保持適當(dāng)距離，以免泥沙裹住電機(jī)，對電機(jī)散熱不利。注意不可拉拽電纜，以免損傷電纜及接頭，造成斷電或漏電。電泵由吊繩承擔(dān)，切不可由電纜承重，再將吊繩拴在橫桿上，注意出水管不應(yīng)受力，此時即可通電運(yùn)行。

 

由于潛水泵結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在生產(chǎn)和生活中已廣泛使用，發(fā)揮其優(yōu)勢了。當(dāng)然這也包括給家鄉(xiāng)帶來了很多便利了。