虹吸效應(yīng)是一種流體力學(xué)現(xiàn)象,可以不借助泵而抽吸液體。處于較高位置的液體充滿一根倒U形的管狀結(jié)構(gòu)(稱為虹吸管)之后,開口于更低的位置。虹吸管兩端液體的重量差距造成液體壓力差距,液體壓力差能夠推動液體越過最高點,向低端排放。2010年5月澳洲昆士蘭科技大學(xué)休斯博士(Dr Stephen Hughes)說:“是重力令虹吸管內(nèi)液體流動,長下端之水將短上端之水往上拉出,再流到下端。中國古代酒器九龍杯即是利用 虹吸效應(yīng)制成。虹吸效應(yīng)應(yīng)用有哪些?安徽虹吸排水廠家為您講解!
虹吸效應(yīng)
根據(jù)伯努利定律,虹吸流速度約等于:vc=(2ghc)^1/2
虹吸效應(yīng)的機制
在虹吸管的上端開口處(A),向管內(nèi)的壓力為上端水受到重力往管口浸入位置處推擠所形成的容器液壓;向外的壓力則為上坡段液柱產(chǎn)生的壓力。前者大于后者時,液體被從上端容器推進管口流到下端容器,形成虹吸。而液體壓力差是由液體向出口端落下引起,即C點重力向下導(dǎo)致B點負壓,然后液壓差配合大氣壓力推動液體流動。在通常情況下,虹吸現(xiàn)象的驅(qū)動力是大氣壓;但是在特殊情況下也會有其他原理成為驅(qū)動力。在實驗室條件下,一些虹吸管被用于在真空環(huán)境下展示,表明液體的抗張強度有一定貢獻。
最常見的虹吸效應(yīng)現(xiàn)象使用水作為虹吸液,不過試驗中也可使用水銀,其他物質(zhì)例如有機溶液,甚至二氧化碳都可以被用于虹吸實驗。
那虹吸效應(yīng)在什么樣的情況下會終止?
虹吸上升階段和氣壓表原理相類似,氣壓推動液體向上進入管道中壓力較低的頂端部分。由于原理相似,虹吸管內(nèi)部液體所能上升的最大高度和氣壓表是一致的。上坡高度增加,管口向外的壓力也增加;到與重力產(chǎn)生之容器液壓平衡的時候,虹吸管的最高處會產(chǎn)生部分真空,進一步導(dǎo)致液柱坍塌,虹吸現(xiàn)象停止。
另外,如果虹吸管兩端容器液面達到相等高度,虹吸現(xiàn)象也會停止。
現(xiàn)實生活中依據(jù)虹吸效應(yīng),有哪些實際的應(yīng)用呢?
依據(jù)虹吸效應(yīng)的原理,現(xiàn)實生活中有很多應(yīng)用,比較常見的有虹吸馬桶、虹吸式咖啡壺、屋面虹吸排水、地下室頂板的虹吸排水板等。其中屋面虹吸排水已廣泛應(yīng)用于大型屋面的雨水排水,尤其是一些大型的廠房、城市商業(yè)綜合體、火車站、機場、展覽場館等。目前已經(jīng)有很多 虹吸排水廠家專業(yè)從事屋面虹吸排水的工程。