时间: 2023-06-01 09:00:43 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 88次
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.利用红吸现象很快就可将容器内的水抽出. 虹吸管是人类的一种古老发明,早再公元前1世纪,就有人造出了一种奇特的虹吸管. 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,由於管内往外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动.在液体流入管子里,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,因此管子一定要装满水.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提高了整个虹吸管内部的压力.毛细现象 浸润和不浸润在洁净的玻璃板上放一滴水银,它能够滚来滚去而不附着在玻璃板上.把一块洁净的玻璃板浸入水银里再取出来,玻璃上也不附着水银.这种液体不附着在固体表面上的现象叫做不浸润.对玻璃来说,水银是不浸润液体. 在洁净的玻璃上放一滴水,它会附着在玻璃板上形成薄层.把一块洁净的玻璃片浸入水中再取出来,玻璃的表面会沾上一层水.这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润.对玻璃来说,水是浸润液体. 同一种液体,对一种固体来说是浸润的,对另一种固体来说可能是不浸润的.水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡.水银不能浸润玻璃,但能浸润锌. 把浸润液体装在容器里,例如把水装在玻璃烧杯里,由于水浸润玻璃,器壁附近的液面向上弯曲(图1甲),把不浸润液体装在容器里,例如把水银装在玻璃管里,由于水银不浸润玻璃,器壁附近的液面向下弯曲(图1乙).在内径较小的容器里,这种现象更显著,液面形成凹形或凸形的弯月面. 毛细现象把几根内径不同的细玻璃管插入水中,可以看到,管内的水面比容器里的水面高,管子的内径越小,里面的水面越高.把这些细玻璃管插入水银中,发生的现象正好相反,管子里的水银面比容器里的水银面低,管子的内径越小,里面的水银面越低. 浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象,叫做毛细现象.能够产生明显毛细现象的管叫做毛细管. 液体为什么能在毛细管内上升或下降呢?我们已经知道,液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势.因此凹液面对下面的液体施以拉力,凸液面对下面的液体施以压力.浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升,达到平衡.同样的分析也可以解释不浸润液体在毛细管内下降的现象. 在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子.植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管,它能把土壤里的水分吸上来.砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象.在这些物体中有许多细小的孔道,起着毛细管的作用. 有些情况下毛细现象是有害的.例如,建筑房屋的时候,在砸实的地基中毛细管又多又细,它们会把土壤中的水分引上来,使得室内潮湿.建房时在地基上面铺油毡,就是为了防止毛细现象造成的潮湿. 水沿毛细管上升的现象,对农业生产的影响很大.土壤里有很多毛细管,地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来.如果要保存地下的水分,就应当锄松地面的土壤,破坏土壤表层的毛细管,以减少水分的蒸发. 虹吸现象 由于大气压的作用,液体从液面较高的容器通过曲管越过高处而流入液面较低容器的现象。
它发生的条件是曲管(虹吸管)里先要灌满液体,同时高于较高液面的液柱的压强不超过大气压。例如,汽车司机常用虹吸管从油桶中吸出汽油或柴油;河南、山东一带应用虹吸管把黄河里的水引到堤内灌溉农田;在日常生活中,如给鱼缸换水等都是原理:虹吸原理:就是连通器的原理,加在密闭容器里液体上的压强,处处都相等。
而虹吸管里灌满水,没有气,来水端水位高,出水口用手掌或其他物体封闭住。此时管内压强处处相等。
一切安置好后,打开出水口,虽然两边的大气压相等,但是来水端的水位高,压强大,推动来水不断流出出水口。 虹吸原理的发现和应用:中国人很早就懂得应用虹吸原理。
应用虹吸原理制造的虹吸管,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。
西南地区的少数民族用一根去节弯曲的长竹管饮酒,也是应用了虹吸的物理现象。宋朝曾公亮《武经总要》中,有用竹筒制作虹吸管把峻岭阻隔的泉水引下山的记载。
中国古代还应用虹吸原理制作了唧筒。唧筒是战争中一种守城必备的灭火器。
宋代苏轼《东坡志林》卷四中,记载了四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面。其书载:以竹为筒,“无底而窍其上,悬熟皮数寸,出入水中,气自呼。
2. 虹吸现象虹吸是一种流体力学现象,可以不借助泵而抽吸液体。处于较高位置的液体充满一根倒U形的管状结构(称为虹吸管)之后,开口于更低的位置。这种结构下,管子两端的液体压强差能够推动液体越过最高点,向另一端排放。主要是由万有引力让虹吸管作用,2021年5月澳洲昆士兰科技大学休斯博士(Dr Stephen Hughes)说:“是由重力让虹吸管内的液体由上端往下端流动,借由较长且朝下的那一端,将较短上端那一边的水往上引出再流到下端。”
在虹吸管的上端开口处,向管内的压强为上端水受到重力往管口浸入位置处推挤所形成的容器液压;向外的压强则为上坡段液柱产生的压强。前者大于后者时,液体被从上端容器推进管口流到下端容器,形成虹吸。上坡高度增加,管口向外的压强也增加;到与重力产生之容器液压平衡的时候,虹吸管的最高处会产生部分真空,进一步导致液柱坍塌,虹吸现象停止。另外,如果虹吸管两端容器液面达到相等,虹吸现象也会停止。
3. 虹吸现象问题1:出水孔是否会有气泡进入而使虹吸现象中断?
答:只要水源有足够的水量,虹吸管就会连续出流,不会有气泡进入而使虹吸现象中断。
问题2:如果不会中断,那如果连通管的直径增加是否会中断呢?比如说500mm直径的管子。
答:同上水源充足,管径增大不会中断,工程中虹吸管直径有比500mm更大的,你可以到大型的自来水厂看看(如虹吸滤池的虹吸进水管)。
问题3:虹吸现象是否会中断和管子的直径有关吗(前提是出水口露在空气中)
答:虹吸管的过流量与管子的直径有关。只要起始运行时经过完全排气,有足够的水源和落差。当然,如果虹吸出口在水下出流,运行更稳定。
问题4、问题5一并通过推导回答如下:
实际上虹吸流动时有水流阻力,有能量损失,需知道虹吸管的长度及布置情况。做为初学,可假定为理想情况,不考虑能量损失。
设水源水面到虹吸管出口的高差为H,列水源水面到虹吸管出口的伯努利方程得:
H1=V^2/(2g) , 得虹吸流速:V=(2gH1)^(1/2)
虹吸流量:Q=(3.14D^2/4)(2gH1)^(1/2) D为虹吸管内径。
设最高点压强为P,虹吸管最高点到出口的高差为H2,列最高点到出口的伯努利方程得:
H2+P/(pg)+V^2/(2g)=V^2/(2g)
得:P = -pgH2 (相对压强,即不包括大气压,相对压强为负值,即绝对压强小于大气压,就是处于一定的真空状态,理论上最大真空值不能超过10米水柱,即H2<10米水柱)
也可列容器液面到最高点的伯努利方程:
0=H3+P/(pg)+V^2/(2g)
P=-pg[H3+V^2/(2g)]=-pg[H3+H1] = -pgH2 (答案与上面相同)
当然虹吸管的工作条件之一是虹吸管必须先充满水,而且管道不进气(容易进气的部位是在虹吸管的顶部,因为此处压强小于大气压,而虹吸管两端进出口处都大于大气压,倒不容易进气。)因此虹吸管壁不能有孔眼和裂缝。因实际的水流有阻力,有能量损失,虹吸管顶点的允许安装高度远小于10米!
说明:本例在不考虑水流能量损失,而且虹吸管截面是均匀的情况下,得出与截面积、管长、流速无关。但实际有水流的能量损失,计算要远比以上复杂。
4. 日常生活中利用虹吸现象的3个例子1. 抽取液体时用虹吸管,当源液面高于待装容器液面时,开始仅需人工挤压吸气,至液体充满管体后再无需外力液体即可在虹吸作用下自动流向待待装容器.
2.虹吸马桶,相比较早使用的直冲式马桶,其能达到节水且冲排 更干净的效果
3.虹吸排雨水
虹吸(syphonage)是利用液面高度差的作用力现象,将液体充满一根倒U形的管状结构内后,将开口高的一端置于装满液体的容器中,容器内的液体会持续通过虹吸管从开口于更低的位置流出。
虹吸的实质是因为液体压强和大气压强而产生。因为h1<h2,,所以根据帕斯卡定律p=ρgh,装置中左管中的液体压强小于右管的液体压强,另外,在B点跟C点分别有大气压的作用,大气压表现为上低下高,但在此处B点与C间高度相对地球的大气压计算高度来说,可以忽略两者间的大气压强差值。所以,p1-ρgh1>p2-ρgh2,那么在A左端的压强就大于A右端的的压强,在大气压和液体压强的共同作用下,水朝一个方向移动。
5. 虹吸现象虹吸是一种流体力学现象,可以不藉助泵抽吸液体。
处於较高位置的液体充满一根倒U形的管状结构(称为虹吸管)之后,开口于更低的位置。这种结构下,管子两端的液体压强差能够推动液体越过最高点,向另一端排放。
在虹吸管的上端开口处,向管内的压强为大气压加上管口处浸入位置的容器液压;向外的压强则为上坡段液柱产生的压强。前者大於后者时,液体被从容器推进管口,形成虹吸。
上坡高度增加,管口向外的压强也增加;到与大气压和容器液压平衡的时候,虹吸管的最高处会产生部分真空,进一步导致液柱坍塌,虹吸现象停止。另外,如果虹吸管两端容器液面达到相等,虹吸现象也会停止。
6. 虹吸管的虹吸现象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。由于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,利用红吸现象很快就可将容器内的水抽出。
虹吸管是人类的一种古老发明,早在公元前1世,就有人造出了一种奇特的虹吸管。
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子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动。在液体流入管子里,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,因此管子一定要装满水。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提高了整个虹吸管内部的压力。
管内径公式:d^2=q/(v*0.7854)。d为管子内径;q为管内通过的最大流量;v为允许流速。(需查压油管2-6m/s、吸油管0.6~1.2m/s、回油管1.5-2m/s等管路的推荐允许流速表)。
总压力=表压力*受压面积(如活塞面积)。
运动部件速度=流量/通流截面积时间=行程/运动速度(如要求提供生产率)。
油箱容量的计算:与连续工作时间、工作压力、冷却措施、油泵类型都有关,也要计算。没现成公式。电机功率、转速的计算要根据液压的功率。
扩展资料:
液压系统由信号控制和液压动力两部分组成,信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。在分析和设计实际任务时,一般采用方框图显示设备中实际运行状况。 空心箭头表示信号流,而实心箭头则表示能量流。
基本液压回路中的动作顺序—控制元件(二位四通换向阀)的换向和弹簧复位、执行元件(双作用液压缸)的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。 对于执行元件和控制元件,演示文稿都是基于相应回路图符号,这也为介绍回路图符号作了准备。
参考资料来源:百度百科-液压系统
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