為什麼水汽被吸入引擎時，會形成類似龍捲風一樣的一條線？

編註：大家還記得日報發布的這篇文章嗎《飛機滑行時靠輪子提供動力，還是靠引擎？引擎能把人吸進去嗎？》在這篇文章的結尾，我們提出了一個問題「為什麼水汽被吸入引擎時，會形成類似龍捲風一樣的一條線呢？」。本期，我們邀請了能源行業資深從業者oneking302來回答這個問題。

————————————————————————

首先擺出最能說明問題的圖片：

引擎吸入水汽

這個照片里其實是兩個問題：

1.明明照片天氣很好，為什麼會有水氣？

2.為什麼水氣會向龍捲風一樣，徑直飛向引擎中？

我們先回答第一個問題，照片里，陽光明媚，沒有下雨，預計室外溫度大部分時候不會超過35度。那麼水氣會不會是氣溫太高，水被燒成了汽呢？35度是個什麼概念，夏天裡的正常氣溫，在南方，有的耐熱的人，可能空調都還沒用起，更別說把水燒開呢，差的遠。

問題就出在這裡，大家知道高原做飯，跟咱們普通居家做法不一樣，如下圖，是高原做飯的場景

高原做飯

大家可以注意到，高原做飯用的是高壓鍋，因為不用高壓鍋煮不熟飯。為什麼呢，因為水在一個標準大氣壓之下（大約100Kpa）沸點約等於100攝氏度，對於一般的家常烹飪就夠了。可是，隨著海拔增高，大氣壓力的降低，水的沸點就會降低，也就是也許水只有幾十度，但是也沸騰了，溫度無法再進一步升高，自然沒法做飯，也就需要高壓鍋了。

這種現象，有時候在低壓力的情況下，甚至可以讓沸點低到40度左右，也就是，你在夏天把一杯水放在太陽下曬一下，然後轉到低壓力的環境下，會發現，杯子里的水咕嘟嘟沸騰了，慢慢變成了水蒸氣。

對於飛機發動機來說，在之前的文章里，已經描述過，飛機發動機具有巨大的吸力，也就自然會吸入大量的空氣，可以想像，在大量空氣迅速被吸走的情況下，引擎前部會出現局部壓力迅速低於當地海拔對應的大氣壓，也就是，此區域水的沸點，會大大低於平時的沸點，大家再回去看第一張圖片，是不是發現水汽從地面濕潤處飛起？這就是因為，地面上的水，恰好處於抽氣後的低壓區域，因為沸點降低而迅速汽化，變成了水蒸氣的緣故。

現在我們再來回答第二個問題：為什麼水蒸氣會龍捲風一樣，徑直飛向引擎中心呢？

因為飛機引擎，屬於燃氣輪機的一種，對燃氣輪機來說，如下面的截面圖，大致可以分為，壓氣段（compressor），燃燒段（Combustion），透平段（Turbine）,正因為壓氣段的存在，導致了引擎在開始運行之後，會一直吸入大量的空氣，並將它壓入燃燒室，跟燃料混合，進行燃燒，然後再進入透平段做工，從而提供巨大動力。

燃氣輪機截面圖

示意的一款剖面圖如下：

剖面圖

真正做成的產品，安裝完畢前的圖如下：

燃氣輪機

大家再仔細看看下面的壓氣段，是不是覺得有點像家裡的電風扇？

燃氣輪機壓氣段

是的，只是它比電風扇更複雜，更精密可控。但是基本原理類似，通過一系列葉片的旋轉，空氣被吸進來，壓入後面的區域，在葉片旋轉壓縮空氣做功的過程中，氣流便會形成有渦流。

正是在渦流的作用下，地面上的水，一旦因為壓力降低而汽化成水蒸氣，就會被捲入渦流，旋轉，並且進入壓縮段的葉片。這時候從外在看來，就是突然出現一股汽，像龍捲風一樣，徑直飛入了引擎入口。

請您繼續閱讀更多來自 知識百科 的精彩文章:

※一樣的引擎數據，為什麼有的很肉有的很猛！
※車窗被人貼了張紙條，看了一眼後打開引擎，竟真的有一窩小貓
※飛機滑行時靠輪子提供動力，還是靠引擎？引擎能把人吸進去嗎？
※客机引擎里面的白色螺旋是干嘛用的？
※混合動力噴射引擎，從地面到太空一次性入軌
※世界上飛的最高的鳥，曾被吸入飛機的噴射引擎內！
※飛機引擎的風力到底有多大？一幫二貨親身體驗了一把……結果令人捧腹！
※夜深人靜卻難以入眠，如何關掉耳朵里的引擎？
※搜索引擎為什麼不再是一門好生意了？
※車子突然拋錨，原來引擎蓋下鑽進了一隻小狗
※引擎缸徑和衝程背後的陰謀
※給一隻鳥裝上飛機引擎後，會飛得更快嗎？
※基本款又怎樣？人工智慧AI引擎、遊戲模式魅藍6一個都不落下
※花貓躲在車的引擎里不肯出來，於是車主把車拆了接出貓咪後，喵這表情也是醉了
※藍瘦香菇：偷開僱主蘭博基尼出門耍帥，引擎著火，一輩子也賠不起
※撿破爛的撿到奧迪車的一個引擎，瞬間成為百萬富翁，原車主淚奔
※男子嘗試體驗飛機引擎的氣流，接下來的一幕讓他後悔不已
※飛機為啥多掛一個引擎在身上？
※弄懂這些 改引擎就不會熱炸