大家都知道，我们生活的地球被厚厚的气体包围着。这层厚厚的气体，保护、养育着地球上的生命，人们通常称之为大气层。我们就生活在大气海洋的底层。空气有质量，在地球引力的作用下，大气层下方的空气被上方的空气所压。这就如同浸没在液体里的物体会受到液体的压强作用一样，大气对浸在里面物体的压强叫大气压强，简称大气压或气压。大气压有多大呢？在海平面附近，大气压约等于1.013×105pa（相当于1cm2的水平面上，放上一个1公斤重的物体所产生的压力），大约相当于10.3m高的水柱产生的压强，换句话说它大约能支持10.3m高的水柱。大气压随海拔高度的增加而降低，但减小不均匀。大气压还随天气、季节的变化而变化。在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100pa（约相当于1cm水柱产生的压强）。

 

一、活塞式抽水机

 

这里所介绍的是广大农村常使用的活塞式抽水机，俗称“压井”。它的结构主要有圆筒，筒内装一个可以上下滑动而且跟筒壁紧密配合的活塞。圆筒内的底部有一个让水单向流动的底阀。圆筒的下部连着一个细长的进水管。进水管的下端浸没在水中。

 

抽水时，先向圆筒内灌水，使活塞上下运动时，与圆筒密合，把筒内的气体排出，而使筒外的气体又不能进入筒内。提起活塞时，活塞下部的压强减小，大气压迫使水推开阀门进入圆筒。

 

当活塞向下时，活塞下面的水压在阀门上，使阀门关闭，阀门与活塞之间的水，便从活塞的边缘部分涌到活塞的上部。活塞上的胶皮一般是用汽车轮胎的内胎剪成的。胶皮只能安装在活塞圆盘的上部，使水单向向上流（若胶皮安装在活塞圆盘的下部，则使水单向向下流，刚打好井，“洗井”时用）。

 

当活塞再次提起时，活塞上部的水便从圆筒中上升，并溢出圆筒，同时，圆筒底部的阀门再次打开，让井水从下向上进入底阀与活塞之间。以后重复以上过程，水便不断地流出。

 

我的家乡属于平原，当地海拔大约120m，大气压大约可支持10m高的水柱。村旁有一条不大也不小的河流。村庄上打了好多的压井。当井中水面距活塞的竖直距离小于10m时，出水方便。若大于10m抽不出水。若刚好在10m附近，就会出现奇特的现象。比如农历5月，早上6点起来，想抽些水，却抽不出，到了上午半晌以后才能抽出水。晚上可能又抽不出水了。原来，同一天的气压也在发生着变化，早上的气压是比较低的，当气压低时，它所支持的水柱高度小于井中水面与活塞之间的距离时，水是抽不出来的。另外有时候阴天抽不出水，晴天却能抽出水。因为晴天往往比阴天气压高。

 

随着生产的发展，河中的沙子被大量采挖，使得河床下降2m左右，井中的水位也随之下降，结果村庄上原本能正常使用的压井，陆续不出水了。因为压井活塞距井中水面的距离已大于气压所支持的水柱高度了。怎么办呢？要设法减小压井活塞与井中水面的距离。于是纷纷把压井圆筒的位置降低，有的甚至挖出地窖，把压井圆筒部分安在地窖里。这样又可以出水了。但使用起来不太方便。可见大气压的影响是多么大呀！

 

再后的发展，又出现了另一种压井，相当于活塞、底阀安在抽水管的下端，即活塞、底阀浸没在井中水面下。不管什么天气都可以抽水了。对这种压井可以说不再受大气压的束缚了。即使是无大气压，但因水有重力，内部有压强，又有流动性，根据连通器的原理，水会自动地冲开位于水面下的底阀，进入水面下的底阀与活塞之间，再通过活塞的上下运动，就可以向上抽水了。

 

二、离心式水泵

 

离心式水泵的主要部分是泵壳和装在泵壳里的叶轮。叶轮的轴跟电动机或柴油机的轴相连。水泵启动前，须先在泵壳内灌满水，使壳内的空气排出（若不排出，旋转时气体的离心力较小，叶轮处不能形成真空，与水面处压强差距较小，不足以使液体吸入泵内）。

 

启动后，叶轮在电动机或柴油机的带动下高速旋转，泵壳里的水也随叶轮高速旋转，由于离心作用，水被甩入出水管中，这时叶轮转轴附近的压强大大减小，大气压将迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳。如此循环下去，水可以不断地被抽到高处。

 

离心式水泵中，靠大气压的作用将水吸上来的高度叫吸水扬程。靠叶轮高速旋转，将水甩上去的高度叫压水扬程，二者之和是水泵的实际扬程。

 

由于吸水扬程受大气压的限制，因此水泵叶轮部分不能离水面的竖直距离大于10m（当然海拔越高的地方，由于大气压降低此数值也相应减小）左右。

 

为了能抽上来水，不得不把叶轮部分安装在河岸的半腰，或半腰以下，即便是有洪水的汛期，而不是安装在更为安全的河岸上。因为实践证明，当叶轮部位距河水面达到一定值时，不是出水量太小，就是干脆抽不出水来。对于压水扬程它却不受大气压的影响。理论上，只要叶轮周围有水，叶轮旋转有足够的动力，压力扬程超过百米也屡见不鲜。

 

如果把叶轮部分干脆放入水面下，只要想办法能让叶轮高速旋转，那么大气压也就无法影响它的扬程（当然包括吸水扬程）了。

 

下面我们要说的潜水泵正是用了此种方法。

 

三、潜水泵

 

潜水泵又称潜水电泵。通俗讲就是一种泵和电机合二为一，放在水面下工作的（而普通的抽水机大多工作在地面上）抽水机。它一般由泵体、扬水管、泵座、潜水电机和起动保护装置组成。潜水泵有很大的优势，因为它的叶轮部分在水下，它可以不受大气压对吸水扬程的影响，因为叶轮部分在水下，即便是无大气压，但在水的压强的作用下（也可以从连通器的角度考虑），水会自动流入叶轮周围，而这种流动却不是因为大气压的驱动。

 

由于电机在水面下，潜水泵在使用中遇到了一个要克服漏电的难关。因此它的发展也不过有几十年的历史。

 

 

潜水泵在选型的时候，要特别注意泵的型号、流量和扬程，如果选型不当，将无法满足工作要求，不能发挥机组的效率。

 

使用潜水泵时，先将潜水泵放入水中，通电试车。试车正常后，用吊绳将电泵缓慢潜入水中，电泵下端到水底应保持适当距离，以免泥沙裹住电机，对电机散热不利。注意不可拉拽电缆，以免损伤电缆及接头，造成断电或漏电。电泵由吊绳承担，切不可由电缆承重，再将吊绳拴在横杆上，注意出水管不应受力，此时即可通电运行。

 

由于潜水泵结构简单，使用方便，在生产和生活中已广泛使用，发挥其优势了。当然这也包括给家乡带来了很多便利了。