加油槍中的物理學

郭亮

加油槍為什么和加油站的工作人員如此默契？當油箱加滿時，伴隨“咔噠”一聲，加油槍會自動跳槍（自動關閉），燃料油完全不會溢出來。你可能覺得，這是使用了某種電子傳感器，但實際上，它依靠的是文丘里效應和獨特的內部機械結構。

文丘里效應是由意大利物理學家文丘里發現的，它表現在受限流動（如水管內流動的水）通過縮小的過流斷面（流體通道的截面積）時，流體出現流速增大的現象，其流速與過流斷面成反比，即斷面面積越小流速越大。而根據伯努利定律，流速的增大伴隨流體壓力的降低，即常見的文丘里現象。

文丘里效應在我們的生活中隨處可見：用手堵住正在出水的水龍頭，從縫隙中流出來的水速度會突然增大；刮風時，兩棟高大建筑物之間的風，風速會明顯變大。

加油槍也是運用了文丘里效應。如圖所示，加油槍的進氣嘴連接了一條細長的導管，導管直通加油槍的自封機構上方。加油槍啟動時，燃料油流經副閥（縮小的過流斷面，即圖中的2處），流速增大，壓力減小，導管內（圖中的3處）的空氣在壓力差的作用下不斷地被“吸”入燃料油里。

文丘里管與文丘里效應。向導管中通入空氣后，3對流速表和壓力表指針都出現了偏轉，但中間（縮小過流斷面對應的）對應的一對表，壓力表偏轉更小（表明該處壓力小），流速表偏轉更大（表明該處流速更大）

油箱未滿時，進氣口與外界大氣相連通，空氣能夠得到源源不斷地補充，自封機構上方空間（圖中的1處）內的壓強不會產生明顯變化。……