虹吸现象PPT课件

应用

虹吸现象在我们生活中应用广泛 工业、农业、普通生活等都有应用
“虹吸效应”大的吸引 力会将别的地方的投资吸引过来，从而减缓这 些地区的发展。 另外有关“虹吸金融理论”我看不懂
补充：
事实上，虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的，在真空 里也能产生虹吸现象。使液体向上升的力是液体间分子的内聚力。 在发生虹吸现象时，由于管内往外流的液体比流入管内的液体多， 两边的重力不平衡，所以液体就会继续沿一个方向流动。液体流 入管内，越往上压力就越低。如果液体上升的管子很高，压力会 降低到使管内产生气泡（由空气或其他成分的气体构成），虹吸 管的作用高度就是由气泡的生成而决定的。因为气泡会使液体断 开，气泡两端的气体分子之间的作用力减至0，从而破坏了虹吸 作用，所以管子一定要装满水。在正常的大气压下，虹吸管的作 用比在真空时好，因为两边管口上所受到的大气压强提高了整个 虹吸管内部的压力。
虹吸现象



原理 现象 应用 “虹吸效应” 关于“虹吸现象”的补 充
原理

虹吸现象是大气压和连 通器原理的特殊应用

在液体自身重力作用和 大气压作用下，总有保 持液面相平的运动趋势


虹吸是利用液面高度差的作用力现象 虹吸的实质是因为重力和分子间粘聚力而产生
现象
水会从上面的水杯流入下面的水杯

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

• 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。

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
计算步骤的总述
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
➢限制因水流在管道内急速流动 产生的震动
➢限制管道因热胀冷缩引起的轴 向力
➢无需伸缩节，杜绝漏水的可能
方钢连接夹 虹吸管卡
方钢夹
Back
计算软件
吉博力采用DLS软件进行虹吸 水力计算，快捷简便
充分考虑了气水混合流状态， 不仅计算沿程损失，还考虑了局 部阻力损失
我们提供 －系统图 －水力计算说明书 －材料表
形成虹吸的关键 形成虹吸的关键在于管道内的雨水充满度
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。
DIN标准允许收缩率为3% 150 mm
Max. shrinkage in acc. with Geberit license 1% 50 mm
Geberit标准允许收缩率为1% 50 mm
Back
紧固系统 吉博力的系统不是直接与屋面相连，而是通过紧固系统
紧固系统
方钢
M10螺杆

农田灌溉
• 这时，便池中几乎所有水都会被吸 走，为什么会这样呢？因为您以足 够快的速度往便池中倒入了足够多 的水，将虹吸管充满。虹吸管充满 后，奇妙的事情就会自动发生。虹 吸现象会使得便池中的水全部流进 下水道。便池中的水流光后，空气 会进入虹吸管，发出特别的汩汩声， 虹吸过程就会停止。
（源自：/5374242/blog/item/686ae4078d7be6700308813a.html）
1. 按下手柄，会拉动链子，从而拉开冲水阀。 2. 在接下来的三秒内，大约有7.6升的水从水箱冲 到便池中。然后，冲水阀复位。 3. 水的冲力将启动便池中的虹吸管。虹吸管会将 便池中的污物吸到排水道中。 4. 同时，水箱中的水位将下降，浮块也将下降。 下降的浮块会打开上水阀。 5. 水流经上水阀，为水箱和便池注水。水箱充水 时，浮块将漂起，当浮块达到一定高度时，上水 阀将闭合。
虹吸现象
佛山市第一小学
任务：
老师今天想帮这个水族箱换换 水，请问哪位同学能帮帮忙呢？
依据讨水不可能搬着鱼缸倒， 一般用水管来换水。
你能做到吗？
思考：
为什么没有水流出 来呢？是什么占据在 管子里呢？
讨论：
有什么方法能把塑料 管中的空气赶走？
实验活动
要求：
• 1、不能把装有水的水槽倾倒。 • 2、必需用水管把水从水槽流到瓶子。
注意事项:
• 1、水龙头的水不能开得太大。 • 2、保持桌面干净。
利用一条水管帮水族箱换 水是运用 虹吸 现象。
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

应
虹吸式坐便器：
用
在便体内沿均匀
分布有一圈冲水口，
冲水时主要靠水流形
成漩涡式下落，利用
水的负压将污物排净
描虹吸式咖啡机： 是一种利用物理学上的 虹吸现象来冲泡咖啡的器 具。虹吸式咖啡壶适用中 烘焙、中深烘焙咖啡豆。 所冲泡的咖啡芬芳独特， 甘苦兼备
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谢目录谢
一：发现 二：原理 三：应用
王清栋
王梁鱼
静脉穿刺： 提高穿刺技术成功率。对血 管弹性差、脆性大、血管细 小、休克、老年、小儿及小 儿头皮静脉采用负压作用和 虹吸作用进行穿刺，成功率 从80%~90%提高到97%~99%
烧制成品率低，但由于有存水弯设计，马桶隔臭效 果好，冲水时利用溢满水的排污管道与水封的水位 高差产生强大的虹吸力Z，先既生节设水计又静音
“予幼时有道人见教，则剧烧片纸纳
发现：
空瓶，急覆于银盆水中，水皆涌入瓶而银
瓶铿然有声，盖火气使之然也；又依法放
中国人很早就懂得应用虹吸 原理。应用虹吸原理制造的
于壮夫腹上，挈之不坠。”
虹吸管，在中国古代称“注
子”、“偏提”、“渴乌” 或“过山龙”。东汉末年出 现了灌溉用的渴乌 。
—— 宋 俞琰 《席上腐谈 在》空瓶里烧纸，由于火把瓶里的一部分空
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Z先生设计
虹吸现象
原理：
液态分子间引力 位能差 重力
事实上，虹吸作用并不完全是由大气压力所产生 的，在真空里也能产生虹吸现象。使液体向上升 的力是液体间分子的内聚力。在发生虹吸现象时 ，由于管内往外流的液体比流入管内的液体多， 两边的重力不平衡，所以液体就会继续沿一个方 向流动。液体流入管内，越往上压力就越低。如 果液体上升的管子很高，压力会降低到使管内产 生气泡（由空气或其他成分的气体构成），虹吸 管的作用高度就是由气泡的生成而 决定的。因为气泡会使液体断开， 气泡两端的气体分子之间的作用力 减至0，从而破坏了虹吸作用，所以 管子一定要装满水。在正常的大气 压下，虹吸管的作用比在真空时好， 因为两边管口上所受到的大气压强 提高了整个虹吸管内部的压力。

(源自：/view/355855.htm?fr=ala0_1)
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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。

如果管道内径为0.18m（200PE管），则（1-0.1/0.18)=0.44m。即便是考虑 到过渡段的损失，当立管高度超过25米时，立管顶端的水头仍有可能低于-9m。 在这种情况下往往需要舍弃一部分立管的作用，即降低立管的有效高度。常用的 做法是在立管的下部加大管径，形成重力流。
6 虹吸雨水斗工作原理
weipike威派克TM 基本型雨水斗
WPK-56雨水斗 设计排量：12升/秒, 接管直径56mm
WPK-90雨水斗 设计排量：24升/秒, 接管直径 90mm
WPK-110/125雨水斗,设计排量 40/80升/秒, 接管直径 110/125mm
扩展盖板
8 关注天沟
8.1 虹吸生成过程对天沟的要求
威派克(青岛)雨水科技股份有限公司
屋面雨水虹吸排放系统专家 给你一个完美的解决方案
虹吸雨水排放系统 原理及实践
weipike威派克TM来自1 重力屋面排水系统存在的主要问题
1.1 必需的水平管坡度给管道铺设带来困难 有坡度的长管道两端的落差可能被禁止； 有坡度的排水管道会影响其他相邻管道铺设。
1.2 大量的立管可能需要开挖排水沟 在现代化车间内排水沟是被禁止的； 在暗沟内布置有坡度的排水管实现上也往往存在困难（100米长坡度
1%会有1米落差）； 1.3 不能适应灵活布置立管位置的要求 1.4 雨水斗即使以淹没方式进水，也必须有相当大的斗前水深
以管径100mm为例，如果流量为20升/秒，即进口流速为 V=0.02/(0.7854d2)=2,55m/s，设进口局部阻力 系数为0.1，斗前水 深为
H=(1+0.1)V2/(2g)=0.345m 设计师的希望：能够像布置导线那样布置水管会多么方便！
2 虹吸现象给了我们什么启示

挑战任务二： 怎么利用塑料管让一杯水中的水通过 塑料管到另一个水杯中呢？
猜测
验证
挑战任务三： 如何让杯子中水来回流动？
猜测 验证
虹吸现象水搬家的制作过程：
1
2
3
4
拓展
Expand
马桶相关知识方面的延伸
虹吸式马桶相关知识方面的延伸：虹吸式是借冲洗水在 座便器的排污管道(通常称为存水弯道)内充溢水后构成的虹 吸现象，将污物排走。虹吸式座便器的构造特性是便器内 有一个完好的管道。外形呈侧倒状“S”形，应用给水时的 水位差促进虹吸作用的构成，由于不借水力冲走污物，所 以池壁坡度较缓，池底也扩展了存水面积，这处理了冲落 式噪声过大的缺陷。
02 用方的杯子能够让箭头反过来吗？
虹吸现象水搬家
好玩的科学闯关秘诀
1.学会倾听 2.小组合作 3.大胆动手
导入
同学们知道马桶的发明是依 据什么原理的吗？
下面是虹吸现象自动调水杯的模型
挑战任务一： 杯子里加入水后，会发生怎样的变化？
猜测
验证
思考
Think
01 水什么时候会从杯子里流出来？
02 水会全部流出来吗?
03 如果不会，会流到什么Байду номын сангаас置？ 为什么？