当你搭乘飞驰的火车，如同巨龙般穿行在世界屋脊——青藏高原上时，沿途的独特美景被尽收眼底，你会震撼于高耸入云、气势磅礴的高原山脉，亦或陶醉于白雪皑皑、广袤无垠的雪原。然而在这壮丽风光之外，你是否留意到铁路两侧一根根插入地下的金属棒（图1）？它像一棵棵行道树、一位位忠诚的警卫，静静地守护着每一段铁路、每一位旅客的安全。这些神奇的铁棒名为“热棒”，虽看似平常，却承载着非凡的意义，它被誉为青藏铁路的“安全卫士”，正因为有了它们的“守护”，我们才能够在舒适平稳的火车内领略高原的壮丽奇景。

（图1 青藏铁路两侧的“热棒”）

青藏高原平均海拔4000米以上，极高的海拔与严寒的气候，使得这里分布着大面积的多年冻土。如此特殊的地质条件，无疑为青藏铁路，尤其是穿越可可西里无人区路段的修建，带来了前所未有的挑战。冻土对温度波动十分敏感，暖季气温上升，冻土层开始融化，坚硬的地基开始软化，导致路基和铁轨随土层下降；寒季气温下降，土层冻结、膨胀，随之冻土的体积变大，会将路基和铁轨抬升。而长时间的反复冻融会导致路基、铁轨弯曲变形，严重影响行车安全。为保持冻土稳定，科学家们经过大量的研究和实验，发现了能够打通雪域天路的装置——“热棒”（图2），这是一种汽液两相对流循环热导系统，是由热棒管内注入的低沸点工质(氨、氟利昂等)构成的，专门用来在低温环境中吸收热量，达到主动降温、冷却地基、保护冻土的作用。它由冷凝段、绝热段、蒸发段三部分组成，当冷凝段和蒸发段之间存在温度差时，即冷凝器温度低于蒸发器的温度时，蒸发器中的低沸点工质就会吸收周围热量，慢慢蒸发成气体工质，在压差作用下，蒸汽上升至冷凝段，通过冷凝器的散热片将热量散出。同时当蒸汽工质遇冷就会冷凝成液体，在重力作用下，液体沿热棒管壁回流至蒸发段，再进行“蒸发—散热”过程，如此循环。因为这个过程是连续的，所以只有当蒸发器的温度低于冷凝器的温度时，这种对流循环过程才停止，热棒也就停止工作。正是由于它自下而上的单向传热性能，才能够保证多年冻土层温度高于外界气温时，不断地将地下的热量向上排出，保证冷量贮存于地下，更有效地保护冻土，增强路基的稳定性。多亏了这“魔棒”发挥出神奇的力量，让青藏高原有了“冻土保护神”，让这条云端天路有了“安全卫士”。

（图2 热棒工作原理示意图）

听完“热棒”的工作原理你是不是还一头雾水？热棒是用于冻土散热的工具，我们不妨把它先想象成能在夏天为我们送来徐徐凉意的空调。空调主要是由内机和外机两部分构成，当我们走进一个炎热的房间时，首先就会想到开启空调，它可以快速将室内的热空气调节为舒适的冷空气，让我们在炎炎夏日持续感受凉爽。以最常用的制冷功能为例，空调的制冷功能就像是一个巨大的蒸发器，利用内部的制冷剂——氟利昂，来吸收和释放热量。氟利昂沸点很低，常温下就能由液体变成气体，并且蒸发时能带走很多热量。空调启动后，储于内机的氟利昂通过蒸发器吸收室内热量变为气态，流入外机的压缩机、冷凝器，经过放热后重新变成液体回到内机，至此空调的一个制冷循环就完成了，室内温度正是在这样的循环中逐渐降低（图3）。所以当我们夏天经过空调外机时，会感到它不断向我们吹出热风，这就是制冷剂正在散热，将室内的高温传输到室外。

（图****3 空调工作原理简图）

看到这里，细心的你会发现，“热棒”其实就是一台不用插电的空调。它的吸热段和散热段就像是空调的内机和外机，在吸热段内，由低沸点工质受热变为气态，吸收冻土中的热量，再气化升腾到地上部分的散热段，当热量散发到空气中后低沸点工质得到冷却，又会沉降到地下蒸发段，这样的循环过程其实就像空调的工作原理。认识空调的制冷过程之后，是不是对“热棒”的工作原理一下子豁然开朗了呢？

美国现代火车旅行家保罗泰鲁曾说：“有昆仑山脉在，铁路就永远到不了拉萨。”但是苍茫的雪域见证了世界铁路建设史上的奇迹，几代人的夙愿也成为了宏伟现实，修建过程中铸就的“挑战极限，勇创一流”的青藏铁路精神，也一直鼓舞着当代铁路人牢记使命、不懈奋斗。《新时代交通强国铁路先行规划纲要》提出，到2035年，全国铁路网20万公里左右，其中高铁7万公里左右，这些新的铁路线从北到南，贯穿东西，跨越祖国的大江大河、山川湖泊，连接了更多的城市和地区，铁路建设作为一项重大民生工程，也为人民群众美好生活增添了不竭动力。奋进新时代，踏上新征程，中国铁路事业的前进步伐定会更加坚定有力，让人民沿着铁路寻梦、坐上火车圆梦，在旅途中收获更多幸福、美好的瞬间。

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来源: 大道至简 车行轨上