为什么水汽被吸入引擎时，会形成类似龙卷风一样的一条线？ _小知识

编注：大家还记得日报发布的这篇文章吗《飞机滑行时靠轮子提供动力，还是靠引擎？引擎能把人吸进去吗？》在这篇文章的结尾，我们提出了一个问题“为什么水汽被吸入引擎时，会形成类似龙卷风一样的一条线呢？” 。本期，我们邀请了能源行业资深从业者oneking302来回答这个问题。
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【为什么水汽被吸入引擎时，会形成类似龙卷风一样的一条线？】首先摆出最能说明问题的图片：

这个照片里其实是两个问题：
1.明明照片天气很好，为什么会有水气？
2.为什么水气会向龙卷风一样，径直飞向引擎中？
我们先回答第一个问题，照片里，阳光明媚，没有下雨，预计室外温度大部分时候不会超过35度。那么水气会不会是气温太高，水被烧成了汽呢？35度是个什么概念，夏天里的正常气温，在南方，有的耐热的人，可能空调都还没用起，更别说把水烧开呢，差的远。
问题就出在这里，大家知道高原做饭，跟咱们普通居家做法不一样，如下图，是高原做饭的场景

大家可以注意到，高原做饭用的是高压锅，因为不用高压锅煮不熟饭。为什么呢，因为水在一个标准大气压之下（大约100Kpa）沸点约等于100摄氏度，对于一般的家常烹饪就够了。可是，随着海拔增高，大气压力的降低，水的沸点就会降低，也就是也许水只有几十度，但是也沸腾了，温度无法再进一步升高，自然没法做饭，也就需要高压锅了。
这种现象，有时候在低压力的情况下，甚至可以让沸点低到40度左右，也就是，你在夏天把一杯水放在太阳下晒一下，然后转到低压力的环境下，会发现，杯子里的水咕嘟嘟沸腾了，慢慢变成了水蒸气。
对于飞机发动机来说，在之前的文章里，已经描述过，飞机发动机具有巨大的吸力，也就自然会吸入大量的空气，可以想象，在大量空气迅速被吸走的情况下，引擎前部会出现局部压力迅速低于当地海拔对应的大气压，也就是，此区域水的沸点，会大大低于平时的沸点，大家再回去看第一张图片，是不是发现水汽从地面湿润处飞起？这就是因为，地面上的水，恰好处于抽气后的低压区域，因为沸点降低而迅速汽化，变成了水蒸气的缘故。
现在我们再来回答第二个问题：为什么水蒸气会龙卷风一样，径直飞向引擎中心呢？
因为飞机引擎，属于燃气轮机的一种，对燃气轮机来说，如下面的截面图，大致可以分为，压气段（compressor），燃烧段（Combustion），透平段（Turbine）,正因为压气段的存在，导致了引擎在开始运行之后，会一直吸入大量的空气，并将它压入燃烧室，跟燃料混合，进行燃烧，然后再进入透平段做工，从而提供巨大动力。

示意的一款剖面图如下：

真正做成的产品，安装完毕前的图如下：

大家再仔细看看下面的压气段，是不是觉得有点像家里的电风扇？

是的，只是它比电风扇更复杂，更精密可控。但是基本原理类似，通过一系列叶片的旋转，空气被吸进来，压入后面的区域，在叶片旋转压缩空气做功的过程中，气流便会形成有涡流。

为什么水汽被吸入引擎时，会形成类似龙卷风一样的一条线？

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