虹吸现象原理实验.pptx
虹吸原理实验介绍
虹吸原理实验介绍《虹吸原理实验介绍》1. 引言嘿，你有没有想过，在没有任何泵之类的东西帮忙的情况下，水怎么就能从一个容器流到另一个容器，而且还能越过一定的高度呢？这就涉及到我们今天要讲的虹吸原理啦。
今天呀，咱们就好好地来了解一下虹吸原理，从它最基本的概念到那些超有趣的实验，再到实际生活中的各种应用，甚至是一些大家可能会存在的误解，咱们都要好好说道说道。
2. 核心原理2.1基本概念与理论背景虹吸原理呢，其实就是一种流体力学现象。
简单说就是利用了液体压强和大气压强。
这个原理很早就被发现了，早在古代，人们可能就无意间观察到了类似虹吸的现象。
比如说，当你把一根装满水的管子一端放在水桶里，另一端低于水桶里水面的高度，水就会自己流出来，这就是虹吸现象的一种简单体现。
它的理论基础呢，是和大气压力以及液体内部的压力差有关。
大气就像一个大盖子一样压在液体表面，当我们创造出一定的条件时，液体就会在压力差的作用下流动。
2.2运行机制与过程分析咱们来详细说说虹吸的运行过程。
首先呢，要有一个弯曲的管道，就像一个倒着的“U”形。
把这个管道装满液体，这一步很关键哦，就像是给这个虹吸系统一个启动的力量。
然后，把管道的一端放在一个装有液体的容器里，这一端要在液体里面，另一端放在比这个容器低的位置。
这时候，由于重力的作用，在管道低的那一端的液体就想往下流。
当低的那一端的液体开始流的时候，它就会在管道里产生一个低压区。
而容器里的液体在大气压力的作用下，就会被压进管道里，然后源源不断地流向低的那一端。
这就好比是一群人在排队，前面的人开始往前走了，后面就会有空间，后面的人就会被推着往前走。
这里前面走的人就像是低的那一端流走的液体，后面被推着走的人就像是容器里被大气压力压进管道的液体。
3. 理论与实际应用3.1日常生活中的实际应用虹吸原理在我们日常生活中到处都能看到。
比如说，你家里的鱼缸换水的时候，可能就会用到虹吸。
你拿一根管子，先把管子装满水，然后一端放在鱼缸里，另一端放在比鱼缸低的地方，水就会自动从鱼缸里流出来，这样就能轻松换水啦。
GeberitPluvia虹吸排水演示精品PPT课件
1 m2
Total amount of rainfall of roof area
l/s?
6.6 m 13.2 m 13.2 m 6.6 m
11 m
11.5 m
Number and position of outlets
计算屋面面积 设计暴雨强度 屋面降雨总径流量
雨水斗数量及布置
第五步 5th step
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有关技术数据
discharge capacity of outlet
1 - 25 l/s 单个雨水斗的排水量
min. discharge capacity per outlet 1 l/s
min. pipe 单个雨水斗的最小排水量 最小管径
max. pipe diameter
➢25 l/s ➢斗前汇水深度为55mm ➢适用于沥青防水层混凝土或不朽钢 天沟屋面
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HDPE管道 一种为吉博力虹吸系统度身定做的管道
HDPE管道 Features 特性
抗冲击耐高压，可承受负压-800mbar 可埋入混凝土
抗化学腐蚀，防酸雨 表面光滑，不易堵塞
Features特性
耐磨损，有效抵抗石沙对 管道的磨擦
Wish 期望
如果屋面有足够的汇水深度， 就可以完全隔离空气，达到满 流状态，但屋面的承压会很高
Practice 改进
但气旋仍会将空气带入管道内
利用雨水斗加大汇水深度
形成虹吸的关键
Pluvia Outlet 最终解决
反气旋强制虹吸挡板
当斗前汇水深度达到一定的高度，就会产生虹吸， 并且这一深度是固定的，可控的。
Determination of pipe layout
管道的布置
虹吸原理
• 马桶与储水池相连，装置在这所房 子里。他对这项发明颇为自豪，特 地以荷马史诗中一位英雄埃杰克斯 的名字为它命名。此后，哈林顿还 写了《夜壶的蜕变》一书，详细描 绘他的抽水马桶的设计。不过，当 时的英国公众并没有接受这项发明， 他们还是喜欢使用便壶。
（源自：/5374242/blog/item/9699c917c5c1a34121a4e937.html）
便池虹吸装置
• 试着在自家的卫生间做个实验，首先， 将一杯水倒入便池中。您会发现几乎 没有什么变化。如果将25杯水（6升） 分别倒入马桶，每次倒一杯，还是什 么事情都不会发生。也就是说，不管 倒多少杯水，便池中的水位都不会上 升！把一桶水（大约7.6升）倒入便池 中。您会发现倒入一桶水后，便池中 水就会快速流走。
（源自：/view/603955.htm?fr=ala0_1）
莲花漏 ：宋代计时器的一种
• 一个受水壶，再用两根叫“渴乌”的 细管，利用虹吸原理，把放水壶中的 水，逐步放到受水壶中，使受水。壶 中水平面高度保持恒定。相等时间内 受水壶的水流速度恒定，据以测定时 间。莲花漏实物已不存在。东林寺晋 僧慧安，在庐山的莲花漏计时。于泉 水上立十二叶芙蓉，因波水转，分定 十二时。
• （源自：/view/603955.htm?fr=ala0_1）
• 其基本思想是以供水壶流出的水的重 量作为计时标准，以秤杆作为显时系 统。李兰秤漏的巧妙之处在于它的稳 流系统可以基本保证虹吸管在供水壶 中的浸入深度恒定，从而使流量恒定。 据测定秤漏的日误差不大于1分钟。由 于这个原因，隋朝以后秤漏基本成为 官方的主要计时器，直到北宋正式采 纳燕肃莲花漏为止。
水处理----虹吸滤池
• 虹吸滤池是快滤池的一种形式，它 的特点是利用虹吸原理进水和排走 洗砂水，因此节省了两个闸门。此 外，它利用小阻力配水系统和池子 本身的水位来进行反冲洗，不需另 设冲洗水箱或水泵，加之较易利用 水力，自动控制池子的运行，所以 已较多地得到应用。
倒虹吸 Microsoft PowerPoint 演示文稿
（2）斜管式Biblioteka （3）曲线式（4）桥式
三、倒虹吸管的布置要求
（1）管身长度最短。 （2）岸坡稳定性好。 （3）开挖工程量少。 （4）进、出口平顺。
（5）管理运用方便。
四、进口段布置和构造
1．进口段的组成：渐变段、进水口、拦污栅、闸门、工
作桥、沉沙池及退水闸等
2.进口段的布置和构造
（1）进口渐变段 长度一般采用3～5倍的渠道设计水深。 （2）进水口 通过挡水墙与管身相连接而成。应妥善与
管身衔接好 。
（3）闸门 单管倒虹吸，其进口一般可不设置闸门，有
时仅在侧墙留闸门槽，以便在检修和清淤时使用，需要时 临时安装插板挡水。双管或多管道虹吸，在其进口应设置 闸门。
（4）拦污栅 栅条可用扁钢做成，其间距一般为20～
25cm。
（5）工作桥 工作桥或启闭台面应高出闸墩顶足够的高
度，通常为闸门高再加1.0～1.5m。
3.适用条件：
渠道跨越宽深河谷，修建渡槽、填方渠道 或 绕线方案困难或造价较高时； 渠道与原有渠、路相交，因高差较小不能 修建渡槽、涵洞时； 修建填方渠道，影响原有河道泄流时； 渠道流量较小，水头富裕，含沙量小； 渠道与田间道路相交时。
二、倒虹吸管的组成和类型
1.组成：进口段、管身段、出口段 2.类型： （1）竖井式
（2）支墩
鞍形支墩
（3）镇墩
七、倒虹吸管的水力计算
任务：根据上游渠底高程、水位、流量和允许的水头损失，确 定倒虹吸管的断面尺寸、水头损失、下游渠底高程及进出口的 水面衔接型式。
序 号 1 2 3 4 公式名称 管道直径 倒虹吸管的流量 流量系数 沿程水头损失 计算公式 式中符号说明 D——倒虹吸的管径，m； Q——倒虹吸的设计流量，m3/s； v——初选流速，m/s。
虹吸现象原理实验
虹吸现象原理实验实验说明手册上海同广科教仪器有限公司2014年8月虹吸现象原理实验说明书一、实验目的1。
观察虹吸发生、发展及破坏的过程。
2。
理解虹吸工作的原理及估算虹吸管能使虹吸正常工作的高度。
吸高度等问题。
下图中，首先选取通过虹吸管水流出口点的水平面0—0 ′为基准面。
然后根据已知条件，正确选择计算断面，为了求解管内流速及流量，我们应选取通过水池表面A 点的断面1—1和通过虹吸管出口处C 点的断面2—2,列出稳定总流量能量方程：2222w V H h gα=+由上式可以看出，虹吸管引流液体的能量来自虹吸管出口至容器内水面间的位能（位置水头）H ，它的一部分用于克服虹吸管内的阻力，即损失能量hw ，另一部分用于转变为流速水头222V g,以保证有一定的流量流出。
由此可得虹吸管内的断面平均流速为:22()w V g H h =-因而通过虹吸管的流量为：2222()44w Q d V d g H h ππ==-虹吸高度h （即虹吸管的顶点到容器水面的距离)是有一定限制的.下面我们通过对虹吸管最高处的水力特性分析来说明，仍以上面所选的0-0 ′为计算基准面，并对断面1—1和断面3—3写出稳定总流能量方程：22333111322w P V V H H h h ggααγ-+=++++由于21102V g α≈及31α≈，则：233132w V P h h g γ-⎛⎫=++ ⎪⎝⎭式中右边括弧中各项皆为正值,为负值，即C 点产生真空,其真空度为:23132w P V h h gαγ-=++因此，对于水来讲，虹吸高度h 的理论值应为：213210()2w V h h mH O g-=-+通过弯管流量计的流量为：=Qηη=f D r(2/)四、实验步骤1。
将测压小水箱中加水至1/2.为增加演示效果，可在水中加入少量红墨水。
2.开启水泵,向高水位水箱，低水位水箱注水，使高水位水箱有溢流,低水位水箱水位达到23后，关闭供水阀。
虹吸原理实验
虹吸原理实验
实验目的：验证虹吸原理
实验材料：
1. 两个清水容器（A和B）
2. 一根长管子
3. 水
实验步骤：
1. 将容器A放置在较高的位置，容器B放置在较低的位置，同时将它们之间的距离保持一定的高度差。
2. 将一端开口的长管子的一端放入容器A，并确保另一端的开口正好位于容器B中的水面上方。
3. 用手将管子的一端密封住，然后将管子完全浸入容器B的水中，确保水完全填充管子。
4. 快速松开手，允许水在管子中自由流动。
观察现象：
当手松开后，我们可以看到水迅速从容器A中流入管子，并在管子中形成水柱，然后在管子底部再次流入容器B中。
实验原理：
虹吸原理是由气压差引起的。
在这个实验中，当手松开密封管子的一端时，容器A中的水开始流入管子。
这是因为，由于管子的下端开口正好位于容器B中的水面上方，使得管子底部的气压比顶部低。
这个气压差就会使得上端的水被吸入，形成水柱。
随着水的流动，水柱继续延伸，并最终从管子底部进
入容器B。
实验结果：
通过这个实验可以清楚地观察到虹吸原理的实际应用。
通过合理利用气压差别，水可以从高处流向低处，形成虹吸现象。
虹吸原理(修改版)PPT演示课件
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虹吸原理示意图
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利用虹吸原理必须满足的条件
• 1、管内先装满液体 • 2、管的最高点距上容器的水面高度不得高
于大气压支持的水柱高度。 • 3、出水口比上容器的水面必须低。这样使
得出水口液片受到向下的的压强（大气压 加水的压强）大于向上的大气压。保证水 的流出
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水处理----虹吸滤池
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• 虹吸滤池是快滤池的一种形式，它 的特点是利用虹吸原理进水和排走 洗砂水，因此节省了两个闸门。此 外，它利用小阻力配水系统和池子 本身的水位来进行反冲洗，不需另 设冲洗水箱或水泵，加之较易利用 水力，自动控制池子的运行，所以 已较多地得到应用。
（源自：/view/665600.htm）
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汽车司机用虹吸管从油桶中吸出汽油
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给鱼缸换水
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洗胃
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农田灌溉
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虹吸原理简介
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• 问题引入 • 什么是虹吸原理？ • 利用虹吸原理必须满足的条件 • 虹吸原理生活中的应用
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问题引入
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相信大家生活中都见过给 鱼缸换水，但是为什么水会 自己从鱼缸总流到花盆中呢？
这其实是一种 虹吸现象
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什么是虹吸原理？
• 虹吸现象是液态分子间引力与位能差 所造成的，即利用水柱压力差，使水 上升后再流到低处.由於管口水面承 受不同的大气压力，水会由压力大的 一边流向压力小的一边，直到两边的 大气压力相等，容器内的水面变成相 同的高度，水就会停止流动.
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抽水马桶工作原理
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• 试着在自家的卫生间做个实验，首先， 将一杯水倒入便池中。您会发现几乎 没有什么变化。如果将25杯水（6升） 分别倒入马桶，每次倒一杯，还是什 么事情都不会发生。也就是说，不管 倒多少杯水，便池中的水位都不会上 升！把一桶水（大约7.6升）倒入便池 中。您会发现倒入一桶水后，便池中 水就会快速流走。
吸管虹吸实验原理
吸管虹吸实验原理
嘿，你知道吗，吸管虹吸实验可是个超有趣的玩意儿呢！想象一下，一根小小的吸管，居然能有那么神奇的魔力。
其实啊，虹吸原理就像是一个小魔法。
它的关键就在于大气压的作用。
当我们把吸管放进液体里，先吸一口，让液体充满吸管，这时候就像是
给这个魔法开了个头。
然后呢，由于大气压的存在，它会推着液体顺着
吸管往上跑，再从高处往低处流。
就好像大气压是个大力士，在后面推
着液体一路向前冲。
举个例子吧，就好比我们爬山，从低处往高处走很费劲，但要是有一股力量在后面推着我们，那就轻松多啦。
吸管虹吸实验里的大气压就起
到了这样的作用。
这个原理在生活中也有不少应用呢。
比如鱼缸换水的时候，我们就可以用虹吸原理，让水乖乖地顺着吸管流出来，多方便呀！是不是很神奇呢？下次你也可以自己试试这个有趣的吸管虹吸实验，感受一下神奇的
科学力量就在我们身边哦！。
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因此，对于水来讲，虹吸高度 h 的理 论值应为：
h 10 (V2 h )mH O
2g w13
2
通过弯管流量计的流量为：
Q A 2gh
f (2D/ r)
四、实验步骤
1.将测压小水箱中加水至 1/2。为增加演示效果，可在水中加入少量红墨水。 2.开启水泵，向高水位水箱，低水位水箱注水，使高水位水箱有溢流，低 水位水箱水位达到2 3 后，关闭供水阀。 3. 打开低位水箱的放水阀，在虹吸管形成真空后，水流将由高位水箱向低 位水箱流动，同时能看到测压小水箱中的各测压管中的水位的变化，显示管路中 各处的真空压力值，其它两根用以测量虹吸管路中弯管流量计的压差。 4.打开螺塞，吸入空气，可观察虹吸之破坏过程。
虹吸现象原理实验
实 验 说 明 手 册
上海同广科教仪器有限公司 2014 年 8 月
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上海同广科教仪器有限公司
虹吸现象原理实验说明书
一、实验目的
1.观察虹吸发生、发展及破坏的过程。 2. 理解虹吸工作的原理及估算虹吸管能使虹吸正常工作的高度。
二、实验设备
虹吸原理演示仪示意图
可 调
三、实验原理
开关
二维虹吸流道流场演示仪
五、思考题
1、为什么虹吸式出水流道出口下方会出现涡旋？ 2、如何消除虹吸式出水流道出口下方出现的涡旋？
2
另一部分用于转变为流速水头
V2
2
，以保证有一定的流量流出。由此可得虹吸管
2g
内的断面平均流速为：
V2 2g(H hw )
因而通过虹吸管的流量为：
Q
4
d
2V2
d
42ຫໍສະໝຸດ 2g(Hh)w虹吸高度 h（即虹吸管的顶点到容器水面的距离）是有一定限制的。下面
我们通过对虹吸管最高处的水力特性分析来说明，仍以上面所选的 0—0 ′为计
下图中，首先选取通过虹吸管水流出口点的水平面 0—0 ′为基准面。然 后根据已知条件，正确选择计算断面，为了求解管内流速及流量，我们应选取通 过水池表面 A 点的断面 1—1 和通过虹吸管出口处 C 点的断面 2—2，列出稳定总 流量能量方程：
H 222Vgh2 w
由上式可以看出，虹吸管引流液体的能量来自虹吸管出口至容器内水面间 的位能（位置水头）H，它的一部分用于克服虹吸管内的阻力，即损失能量 hw，
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上海同广科教仪器有限公司
在生产和生活中，常见用一根管子从大容器液面下绕过容器上口向外导流液 体。这种管子称为虹吸管，管内的水流现象称为虹吸现象。虹吸管的工作原理是 先将管中空气抽出，使虹吸管路形成真空，在大气压强的作用下，高水位水箱的 水从管口上升到管的顶部，然后流向低水位水箱。
下面应用稳定总流量能量方程来分析和求解虹吸管水流的流速、流量、虹 吸高度等问题。
算基准面，并对断面 1—1 和断面 3—3 写出稳定总流能量方程：
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P V2
H
11 2g
H
h
3
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由于
1
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2g
0 及
31，则：
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3 2g
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式中右边括弧中各项皆为正值，为负值，即 C 点产生真空，其真空度为：
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P3
V 2
2g hw13 h