2012年5月16日水曜日

サイフォン | DIY Contractors Guide


サイフォン(また、シフォンを綴られる)流れはポンプを必要とせずに静水圧の差によってのみ駆動される貯留よりも、上位または下位の中間ポイントを介してリザーバから流出させる液体ができます連続チューブです。 これは、チューブの最後の最後は、タンクの液面よりも低いことが必要である。
目次

* 1歴史
* 2操作
Oの2.1理論
Oの2.2アナロジー
* 3実用的な要件
* 4アプリケーション
* 5サイフォン用語
* 6サンプル建築基準の規制サイフォンバックについて
* 7自己サイフォン
自然の中で* 8サイフォン
ベルヌーイの式を使用して* 9説明
Oの9.1速度
Oの9.2の最大の高さ
* 10真空サイフォン

*歴史

1500は、BC抽出するために使用さサイフォンを示しているからそれがクテシビオスはサイフォンの原理を発見されたものと考えられる。[1]は彼の学生は、アレクサンドリアのヒーロー、論文にサイフォンについて広くPneumatica [2]も、以前のエジプトのレリーフを書いて大規模なストレージの瓶から液体[3]。

サイフォンは、最初に、ビザンチン海軍の武器として使用された展開の最も一般的な方法は、敵船に大規模な銅管を通ってギリシャ火を、燃料油の式を放出することでした。 通常混合物を加熱、加圧樽で格納されると演算子は、大きな鉄の盾の後ろに守られている間にポンプのいくつかの並べ替えにチューブを介して投影。 これは、これらは実際のサイフォンまたは単にギリシャ火を投影する空気の圧力を使用してポンプされたかどうか明確ではない。 "いくつかの装置が使用された'サイフォンは、'(σιφων)と呼ばれる"。 第9世紀には[4]"サイフォンは、明らかに、難プロジェクター、いずれかの手でポンプや貯水池の機械的強制的ポンプで働いていた"、ムーサ家の兄弟は彼らが本書に記載のダブル同心サイフォンを発明独創的なデバイスの[1]。
*動作
*論

障害物の上に液体を運ぶ典型的なサイフォンは、重力は、2つの列の最上部に静水圧が低下します、それぞれの側に液体の列に引き下げるために動作します。 背の高い列の最上部に圧力が圧力よりも短い列の最上部に小さくなるので、背の高い列に向かって液体が流れる。 液体の背の高い列をプルダウン重力に起因する圧力の低減はストローを吸引される大量の液体のように、上部貯留層の液体を、最大短いカラムを吸うのに十分である。 これは、サイフォンの上に液体の吸引は、液体を引っ張ってのようにされていないことにも注意することが重要です。 それが吸っていると言って圧力をしてサイフォン交流液体をプッシュサイフォン大気圧の上部に低下されていることを言うだけでもう一つの方法です。
チェーンモデルでは、サイフォンの操作に便利ですが、欠陥のある類推され

サイフォンの簡略化された概念モデルは、他よりも高い表面の上に盛らチェーンの一端にプーリ上でぶら下がって鎖のようにということです。 短い側鎖の長さは背側鎖の長さよりも軽いので、重力は、下面に向かってダウンチェーンを引っ張ってくる短い側では、チェーンがプーリ以上、プルアップされます。

サイフォンの連鎖モデルと2つの主要な問題があります。 第一は、事実上すべての実用的な状況、溶存ガス、蒸気圧は、チューブの壁との凝集の欠如、下サイフォンの効果は、液体内のほとんど全ての引張強さをレンダリングするために共謀ということです。 したがって、大きな引張強度を有しているチェーンとは異なり、液体がチェーンが立ち上がり側の上でプルアップされている方法では、プルアップすることができる一般的なサイフォン条件の下で実質的に何の引張強さを、したがって、立ち上がり側に液体があります。 (液体は偉大な引張強さを持っている可能性がありますすべき一般的な例外は、おそらく水が精製されているか、吸収するガスのろ過木で木の毛細血管にある)
DにCからも下がり軽い下肢は下池にかけてと流れるように重い上脚の液体を引き起こす可能性があります

サイフォンの連鎖モデルと第二の問題は、上部貯水池、サイフォンの頂上の間に液体がはるかに低い貯水上記の液体より重いことができるということですサイフォンはまだ機能することができます。 たとえば、サイフォンの先頭に上部貯水池からの管がサイフォンの上部にサイフォンの短い上部に下池からチューブのセクションよりもはるかに大きい直径を持っている場合はるかに大きな重みを持つ可能性がありますのそれでは、液体サイフォンの上部にある静水圧はタンクではなく、幅や管の形状が上記の液体の高さのみに依存しているため、まだサイフォンは、正常に機能します。
液体の列は、D、上部に減圧までCから落ちて許可されている場合(B)はBに上部の交流内の液体を押して、上部タンク(A)で大気圧をできるようになると上に。 いいえ液体引張強さが必要です。

サイフォン誤解の臨時は、液体をプルアップして液体の引張強さに依存していること、上昇を超えています。 水は、いくつかの実験では引張強さ(このような魅力的なz軸管と同様に[5])の偉大な契約を結んでいることが判明しているが、いくつかのサイフォンは、このような結束を活用することが、一般的なサイフォンが容易に液体を必要として実証することができますすべての引張強さが機能します。 実証するために、一般的なサイフォンの長い下腿ができます下部に接続されて、液体との頂上にほぼ充填し、上部と周囲の圧力で空気だけを含む短い上脚を残して。 プラグインが削除されると長い下肢の液体が落ちて許可されている、それが大気中で減圧領域に押し上げられる上部タンクの液体中に、その結​​果、サイホンの上部に圧力の低下の原因となります圧力は、上部の貯蔵に作用する。 液体は、典型的には、掃引およびチューブから下って、空気の泡が、通常のサイフォンとして動作し続けます。 この実験の開始時にサイフォンのいずれかの側に液体の間には接触があるように、立ち上がりで液体を引っ張って、液体の分子間結合することも可能である。 空気の泡が長いので場合は、このデモでは、失敗する可能性がある、それがダウンしてそのように大量の液体サイフォンの長い下肢の液体の列には、もはやされる液体の列よりも重くされていることを変位サイフォンの下肢を移動するサイフォンの短い足を押し上げた。


allumiumを縮小する方法

より多くのエネルギーがサイフォンの上部脚を流れる水によって得られるよりもサイフォンの下肢をドロップダウンする水に費やされサイフォンの水の上り坂の流れは、省エネに違反していない。 一度起動すると、サイフォンは、貯留層のうち上下を流れる液体を保つために追加のエネルギーを必要とする。 レベルができるように、吸気を下回るまでサイフォンは、貯水池の液体を引っ張ってくる空気や周囲のガスサイフォンの出口は、いずれか早い方の貯留層のレベルを等しくなるまで、またはサイフォンを破る、他。 究極のドレインポイントはタンクの液体レベルよりも低いので、エネルギーは保存されている。

堤の高さの最大値は、大気圧、液体の密度、その蒸気圧によって制限されます。 ときに液の蒸気圧するには、以下の液滴内の圧力が、小さな蒸気泡が高ポイントと終了しますサイホン作用で形成するために開始することができます。 この効果は、液体が気泡を核する方法を効率的に依存し、気泡が容易に核形成サイトとして機能するように不純物や粗面の非存在下で、サイフォンは一時的に気泡が核にかかる延長期間中に、標準の最大の高さを超えることができます。 標準大気圧での水の場合、最大サイフォン高さは約10メートル(33フィート)です。水銀のためには、76センチメートルは(30インチ)です。
*アナロジー

サイフォンを理解するために大まかなアナロジーは普通下の谷に丘の上の平野部から延びる長く、摩擦のない列車し、下り坂を想像することです。 だから谷は普通下にある限り、丘の谷側の列車の一部が長く、重い丘の平野側の部分よりなり、谷に滑り込む電車のように部分は引き出すことができる丘と谷に電車の残りの部分。 どのような明白ではない列車がチューブに液体であるときに一緒に電車を保持しているものです。 このアナロジーでは、周囲の大気圧や電車一緒に液体ホールド内分子間力。 列車が高すぎる丘を頂上しようとすると、列車の重量は、それらを破ることを引き起こして、電車の車両間の結合の強さを超える力を発揮します。 これは、分割形成し始める周囲の大気や分子間力は、もはや十分な液相中に分子を維持するための強い、液体の蒸気圧、従って蒸気泡以下に低下サイフォンの上部に圧力に相当するサイフォン。 (そして、典型的な液体は蒸気圧をはるかに大気圧よりも低いことに注意してくださいこのように、それは多くの場合、良い近似が単純に考慮する場合、ゼロ以下の液滴内の圧力)鉄道のアナロジーは、"サイフォンチェーンモデル"[6に示されてプーリーの長鎖は、2つのビーカーの間を流れる]
*実用的な要件

プレーン管がサイフォンとして使用することができます。 外部ポンプは、液体流動の素数サイフォンを起動して適用する必要があります。 これは、人間の口することができます。 これは、ある外部タンクへの自動車のガソリンタンクからガソリンを吸い上げるへの漏れのないホースで行われます。 (かなり毒されている、ガソリンの嚥下事故で頻繁に口にして、結果をガソリンを吸い上げるまたは死亡の原因や肺の損傷を引き起こす可能性が肺にそれを吸引する[2])管は管の部分の前に液体が殺到している場合中間高ポイントとケアで育てたですが、提起されている間は、ポンプが必要です浸水管を保つために取得されます。 サイフォンとして販売されてデバイスは、サイフォンプロセスを開始するサイフォンポンプが付属しています。 とき、それは配管ができる限り厳密に要件に大きさが重要である任意のアプリケーションにサイホンを適用します。 あまりにも大きな直径の配管を使用して、バルブや収縮配管を使用してフローを絞るのガスまたは蒸気真空を破るのに役立つ紋in収集の上、以前引用懸念の効果を高めるために表示されます。 真空を低減されるサイホン作用が失われます。

近くの要件に使用されるパイプのサイズを小さくする、この効果を減らすために表示され、一定の再プライミングおよび再起動する必要はありませんより機能的なサイフォンを作成します。 要件は、うちの流れとコンテナへの流れを一致させることですこの点では、それは二人が、3分割別活用することが好ましい(ストリームによって供給さ池に一定のレベルを維持するために、など)のコンテナと述べた開始することができます並列パイプとしてではなく単一の大きなパイプを使用しようとすると、それを阻止しようとするよりも必要です。
*アプリケーション
第一発酵後ビールをサイホン

ときに、特定の液体のいずれか下(かす)または(フォームとfloaties)新しいコンテナに1つの容器の外に転送されてからトップを防ぐことができますサイホン、精製する必要があります。 それは新しいコンテナの不要な不純物を保つことができるので、サイフォンでは、このようにワインやビールこの理由のための発酵に便利です。

自己パイプやチューブ製のサイフォンを建設、洪水後に地下室から水を避難させるために使用することができます。 浸水ワインセラーと接続の外深い場所の間にチューブやいくつかのパイプを使用して、構築されています。 彼らは吸気バルブ(建設の最高の終わり)を介して水で満ちている。 両端が開いている場合は、水が下水道や川にパイプを通って流れます。

サイフォンは、に、溝壁を越えて、溝からの水の制御された量を転送するために灌漑分野で一般的である溝。

大規模なサイフォンは、市町村水道業界で使用されるかもしれません。 その大きさは、吸気、コンセントと紋サイフォンのでバルブを介して制御する必要があります。 サイフォンは、摂取量を閉じ、コンセントや山でサイフォンを充填することによってプライミングすることができる。 摂取量および店舗が水没している場合は、真空ポンプは、首相サイフォンのクレストで適用される可能性があります。 またサイフォンのいずれか摂取または出口ポンプによってプライミングすることができる。


圧力洗濯機にwaterpumpを修正する方法

液体中のガスは、大規模なサイフォンで懸念され[7]。 ガスが頂上に蓄積され、十分な液体の流れを破る堆積するような場合にする傾向があり、サイフォンは動作を停止します。 サイフォン自体は液体がサイフォンで調達されるため、問題を悪化させる、圧力降下は、液体内の溶存ガスの原因となってソリューションの出てくる。 高い温度を一定に、低温に役立ちます維持するため、液体からガスの放出を加速させます。 もはや液体がサイフォンでは、より多くのガスので、リリースされる短いサイフォンは、全体的なことができます。 ローカル高ポイントがトラップガスが吸気口足ので、中間の高ポイントを使用することなく連続的な斜面を持っている必要がありますします。 液体の動きの流れが吸気脚が頂上に気泡ガスを推進する流れとして浅い傾きを持つことができるため、気泡。 逆に、出口の脚は泡が液体の流れに対する移動できるように急な斜面を持っている必要があります、他のデザインは、気泡がサイホンの実施できるようにするだけでなく、コンセント脚の浅い斜面の声もある。 紋でガスが稜上のチャンバ内に捕捉することができる。 室は、時折ガスを除去する液体と、再度下塗りする必要があります。
*サイフォン用語

ボウルサイフォン
ボウルサイフォンは、水洗トイレの一部です。 便器の内容を出力ボウルサイフォンサイフォンの中にサイフォンアクションが特徴的なトイレ"吸引"という音を作成します。
一部はまた、貯水タンクからの実際のフラッシュを取得するためにサイフォンの原理を使用してトイレ。 フラッシュがレバーによって引き起こされる、またはして完全に便器に貯水タンクの内容を空に水の流れを開始するサイフォンの頂上に十分な水を持ち上げて簡単に絞りのようなピストンポンプを作動させることを処理します。 このシステムの利点は、水はフラッシュタンク例外を発生から漏れていたことでした。
初期の便器が少し開いているバルブで貯水タンクに供給されてきれいな水の一定のトリクルがあったため、通常のサイクルで自動的にフラッシュする貯水タンクの中にサイフォンを取り入れました。

シンクの下にトラップ機能する逆サイフォンとして


どのように私は、アルミニウム筐体のスチールボルトを削除しますか

逆サイフォン。
逆サイフォンはサイフォンが"U"の字型の流路を形成するために閉塞を下回る必要がありますパイプに適用される用語ではありません。 逆サイフォンは、一般的に回収ドレインに落下後に帰りのドレインと、時には作る指輪や電子部品のような高密度のオブジェクトから臭い下水道ガスを防ぐのに、その機能のためのトラップと呼ばれています。[引用が必要]液体は、一方の端に流れるだけの液体を強制交流、もう一方の端からが、砂のように固形物は意志が蓄積されます。 これは特に、下水道や暗渠より良い用語は、"意気消沈した下水道"は、河川や他の深い障害物の下に配線する必要がありますが重要である。 大規模な逆サイフォンは、水が灌漑や金の採掘のため、谷全体運河や水路で運ばれて伝えるために使用されています。
逆サイホン作用
逆サイホン作用は、空気ギャップなし貯水池に直接接続して水道管をきれいに適用される配管の用語になります。 水は、下位レベルでの配管システムの他のエリアに配信されるように、サイフォン効果が背面から貯水池のサイフォン水する傾向がある。 これは、パイプ内の水の汚染につながる可能性があります。 逆サイホン作用は、逆流と混同しないようにされていません。 逆サイホン作用は、より高いレベルから水を汲んで、下位レベルでの液体の結果です。 逆流は、貯留自体の圧力によって完全に駆動される。 逆流は、中間高ポイントを介して発生することはできません。 逆サイホン作用は、中間高ポイントを介して流れることができるので、はるかに防ぐことは困難である。
アンチサイフォンバルブ
アンチサイフォンバルブは、[8]は、このような設計が求められている。 建築基準法は、しばしば逆サイホン作用および外部蛇口特に上の特定のセクションが含まれています。 (以下のサンプルの建物コードを参照してください。)理由は、外部の水栓は、プール、水族館や洗濯機を泳いで、庭園の池などの水の外部機関に浸漬することができるホースに接続されているかもしれないということです。 水供給システム秋内の圧力がば、外部の水は蛇口を介して飲料水システムに戻って吸い取られる可能性があります。 もう一つの可能​​性汚染ポイントは、トイレタンク内の水の摂取量です。 アンチサイフォンバルブはまた、汚染水システム("トイレ青"などの添加剤が含まれている場合があります)トイレタンクの水を吸い上げるからの水供給ライン内の圧力の低下を防ぐために、ここが必要です。 アンチサイフォンバルブは、1方向の逆止弁として機能します。
アンチサイフォンバルブは、医学的に使用されています。 水頭症、または脳内の余分な水分は、脳から脳脊髄液を排出するシャントと扱われるかもしれません。 すべてのシャントは、脳内の過剰な圧力を緩和するためにバルブを持っています。 シャントは、シャントコンセントが大幅にシャント摂取量よりも患者が立っているときに低いことが腹腔内などにつながる可能性があります。 このようにサイフォン効果が起こるかもしれないの代わりに、単純に過剰な圧力を緩和、シャントは完全に脳から脳脊髄液を排出、サイフォンとして作用する可能性があります。 シャントのバルブを超える排水は発生しませんシャントのドレインに負圧ので、このサイフォン作用を防止するように設計することができる。 脳内からのみ過剰な正の圧力は、[9] [10] [11]排水が発生する必要があります。
医療シャントの抗サイフォンバルブは、液体の過剰な前進の流れを妨げていることに注意してください。 配管システムでは、抗サイフォン弁が逆流を防いでいます。
その他、アンチデバイスを吸い上げる
アンチサイフォンバルブと一緒に、アンチも存在するデバイスを吸い上げる。 二人はアプリケーションでは無関係です。 サイホンは、タンクから燃料を除去するために使用することができます。 燃料のコストが増加に伴い、燃料の盗難の増加にグローバルにいくつかの国でリンクされています。 トラックは、彼らの大規模な燃料タンクと、ほとんどの脆弱性が存在します。 抗サイフォン装置は、燃料タンクにチューブを挿入してから、泥棒を防ぐことができます。
サイフォンバロメーター
サイフォンバロメーターは時々水銀気圧計の最も簡単なに適用される用語です。 一方の端にシールされている中、水銀を充填同径の連続的なU字管。 もう一方の端に大気圧でバランスまで直立位置に配置されると、水銀は、部分的な真空を形成し、密封端から離れて流れます。 流体に作用する大気圧と同じ原理が適用されるため、用語"サイフォン"が使用されます。 U字管の2つのアームとの間の流体の高さの違いは、サイフォンの最大の中間の高さと同じです。 圧力を大気圧以外の測定に使用する場合、サイフォンバロメーターは時々、サイフォンゲージと呼ばれるサイフォン雨量計と混同しないでください。 サイフォン圧力計は、稀に今日使用されています。
サイフォン瓶

サイフォンボトル


ベントと加圧ボトルとバルブがサイフォンボトルは(archaically siphoid [12]と呼ばれる)です。 ボトル内の圧力がチューブを液体を上下駆動する。 これは、圧力がチューブを介して液体を駆動するという意味ではサイフォンです。 特殊な形式のgasogeneした。
サイフォンカップ
サイフォンカップがスプレーガンに接続されている塗料の(ハング)貯留されます。 これは、重力飼育貯水池からのそれを区別することです。 用語の古風な使用は、オイルが潤滑する綿芯または表面にチューブを介してカップの外サイフォン油のカップです。
サイフォン雨量計
サイフォン雨量計は、長期間にわたって降雨量を記録することができます雨量計です。 サイフォンは、自動的にゲージを空にするために使用されています。 これは、しばしば単に"サイフォンゲージ"と呼ばれていますサイフォン圧力計と混同しないようにされていません。
ヘロンのサイフォン
ヘロンのサイフォンは、正の空気圧や一見には永久機関と思われるで働いてサイフォンです。 ヘロンの噴水は、[13]と若干異なる構成では、それも知られている。
ベンチュリサイフォン
また、エダクターとして知られているベンチュリサイフォンは、基本的に大幅にベンチュリのスロートに位置して入口ポートが他の流体を吸い上げるために使用することができるように配管内を流れる流体をスピードアップするために設計されてベンチュリです。 圧力ヘッドを参照してください。 ベンチュリのスロートで低気圧が第二流体が導入されるサイフォン、または流体が空気であるアスピレーターと呼ばれています。
サイフォンの屋根排水
サイフォンの屋根の排水がサイホンの原理を使用すると、複数の屋根は、単一の縦樋に排水溝からの流れの速度が[3]を高めるために水平方向に水を運ぶようになります。 屋根の排水口でエアバッフルはサイフォンin塞栓症を引き起こす空気の注入を低減。 この排水技術に一つの利点は、半分のサイズに、指定された屋根の表面積を排出するために必要な管径の減少である。 もう一つの利点は、従来の屋根の排水配管に必要なパイプのピッチや勾配の除去です。

*サンプルの建物コード規制サイフォンバックについて

[14]:オンタリオ州の建物コードから

7.6.2.3.Backサイフォン

1。 フィクスチャや大気中の逆流防止して、バックサイフォンから保護されなければならない以上の圧力を受けることがありませんタンクを提供するすべての飲料水システム。
2。 飲料水の供給は、ジャケット、芝生のスプリンクラーシステムや非飲用流体が非飲料液中に浸漬することができるまたは水大気出口上の圧力下にある可能性のある他のデバイスを冷却、ボイラー、タンクに接続されている場合水の供給は、逆流防止の逆流から保護されなければならない。
3。 ホースビブは、ガレージ内で、建物の外にインストールされている場所又は汚染の特定危険性がある、飲料水システムは、逆流防止の逆流から保護されなければならない。

*自己サイフォン

長期的自己サイフォンはいくつかの方法で使用されています。 長いポリマーで構成されている液体は"自己サイフォンは、"[15]は[16]、これらの液体が大気圧に依存しないことができます。 の自己高分子液体は、チェーンの下部には、連鎖および頂部を越える残りの部分を引っ張るサイフォン鎖モデルと同じように機能サイフォン。 この現象は、また、チューブレスタイヤサイフォンは、[17]と呼ばれています。

"自己サイフォン"も頻繁にポンプが含まれている携帯サイフォンを記述するためにサイフォンメーカー営業資​​料で使用されています。 ポンプでは、(人の口/肺からなど)は、外部吸引は、サイフォンを開始するために必要であるため、製品が不正確に"自己サイフォン"として記載されている。

上部の貯蔵は、液体はサイフォン頂部の高さ以上が上昇することができるような場合は、タンクの立ち上がり液体が"自己プライム"サイフォンと、装置全体が"自己サイフォン"[18]として記述することができます。 いったん上部貯留層のレベルは、サイフォンの摂取量を下回るまで、このようなサイフォンは動作を継続します、プライミング。 このような自吸式サイフォンはいくつかの雨量計、ダムに有用である。

毛細管作用が自吸式サイフォンで使用することができます。 これらでは、水のソークを上向きに(綿充填ホースに)と堤下は、徐々にサイフォンを開始するには重量がダウンストリームに追加されるように、サイフォン、この種のスピードアップされますが、それが早くなることはありません開いているホースの同じ直径。
自然の中で*サイフォン

用語"サイフォンは、"構造がサイフォンのような形をしているので、流れる液体は、または関与しているいずれかの理由においては、実際のサイホン作用が発生している、人間と動物の解剖学的構造体の数に使用されます:サイフォンを(生物学)を参照してください。

サイフォン機構は、血液の循環[19]の役割を果たしているかどうかを生物学者の議論。 これは、静脈血がキリン、特に動脈交流サイフォン血を助ける静脈を流れるように、ヘビは、[20]動脈と連続ループを形成することが理論です。 いくつかのサイフォン機構が[21]キリンの血液循環を助けることを締結している。 他の多くは、この[22] [23]に異議を唱えると実験は、人間の循環にはサイフォン効果を示す[24]。 一部は[25]脳内のサイホン作用の役割をサポートするように脳内の負圧を引用している。
ベルヌーイの式を使用して*説明

ベルヌーイの式は、流量とサイフォンの高さの最大値を導出するサイフォンに適用することができる。
例ベルヌーイの式を記述するために注釈付きのサイフォンの

上部貯水池の表面は、基準標高とする。
上部貯水池の表面に深さdは以下の高い貯水池内およびに没頭サイフォンの開始ポイントがポイントみましょう。
Bは高さでサイフォンチューブの中間高ポイントにポイント+上部貯水池の表面ヘモグロビン上記みましょう。
Cは、上部貯水池の表面の下に高さHCのでサイフォンのドレイン点となるポイントみましょう。

ベルヌーイの式:

{v^2 \over 2} +照射+ {P \over \rho} = \ mathrm {constant}
五\; =流速の合理化に沿って
グラム\; =重力加速度下
yは\;重力フィールドに=標高
P \;合理化に沿っ=圧力
\ρ\; =流体の密度


上部貯水池の表面に適用ベルヌーイの式。 上部の貯蔵が排出されているの表面は、技術的に低下している。 ただし、この例では、我々は無限であるとリザーバとさせていただきます表面の速度はゼロに設定することができます。 さらに、両方の面と出口点Cでの圧力は大気圧です。 このようにして:

{0 ^ 2 \ 2以上} +グラム(0)+ {P_\mathrm{atm} \ \ρ} = \ mathrm以上 {constant} (式1)。

適用ベルヌーイの式は、上部タンクのサイフォン管の開始時を指すようにここで、P = PAとは、V = VAとはy = - dを

{v_A^2 \over 2} - + gdは {P_A \over \rho} = \ mathrm {constant} (式2)。

適用ベルヌーイの式は、サイフォン管の中間高ポイントでBを指すようにここで、P = PBは、五= VBのとy =ヘモグロビン

{v_B^2 \over 2} + gh_B + {P_B \over \rho} = \ mathrm {constant} (式3)。

適用ベルヌーイの式は、Cを指すようにここで、サイフォン空。 ここで、v =のVCとy = - HCの。 また、出口での圧力は大気圧です。 このようにして:

{v_C^2 \over 2} - gh_C + {P_\mathrm{atm} \ \ρ} = \ mathrm以上 {constant} (式4)。

*速度

サイフォンは、単一のシステムは、すべての4つの方程式で一定であると同じです。 式1と4は、互いには与えると同じ設定:

{0 ^ 2 \ 2以上} +グラム(0)+ {P_\mathrm{atm} \以上\ρ} = {v_C^2 \over 2} - gh_C + {P_\mathrm{atm} \以上\ρ}

VCの解決:

サイフォンの速度:

v_C = \ sqrtの{2gh_C}

サイフォンの速度は、このように上部貯留層の表面とドレインのポイント間の高低差だけで駆動される。 中間高ポイント、ヘモグロビンの高さはサイフォンの速度には影響しません。 しかし、サイフォンは、単一のシステムであるため、VBの= VCとの中間の高ポイントは、最大速度は制限されます。 ドレインポイントは速度を高めるために無期限に低下することはできません。 式3は、キャビテーションを防止するために中間の高ポイントで正圧に速度が制限されます。 最大速度は、式1と3を組み合わせることによって計算することができる:

{0 ^ 2 \ 2以上} +グラム(0)+ {P_\mathrm{atm} \以上\ρ} = {v_B^2 \over 2} + gh_B + {P_B \over \rho}

設定PBは= 0およびvmaxについて解くと:

サイフォンの最大速度:
V_を\ mathrm {max} = \ sqrtの{2 \(左 {P_\mathrm{atm} \以上\ρ} gh_B \右)}

深さは、- dは、上部タンクのサイフォンの最初のエントリポイントの、サイフォンの速度には影響しません。 サイフォン始点の深さに制限なし、深さと圧力のPAが高くなると式2によって示されるdです。 どちらもこれらの事実は下のスキムミルクまたはサイフォンのパフォーマンスに影響を与えることなく上部のスキムミルクの先頭サイフォンの演算子を意味する。

速度については、この式は、高さHCを該当するオブジェクトのことと同じであることに注意してください。 この式は、PCを大気圧であると仮定することも注意してください。 サイフォンの終わりは表面の下にされている場合、サイフォンの最後に高さが使用することはできません。貯水池との間で高さの差を使用する必要があります。
*最大の高さ

式1と3をお互いに与えるに等しい設定:

{0 ^ 2 \ 2以上} +グラム(0)+ {P_\mathrm{atm} \以上\ρ} = {v_B^2 \over 2} + gh_B + {P_B \over \rho}

中間高ポイントの最大の高さがそのように中間の高いポイントでの圧力がゼロであることを高いときに発生します。典型的なシナリオでは、これは、気泡を形成するために液体が発生します気泡場合はパイプをしてサイフォンは解除されます埋めるために拡大'。 = 0 PBを設定する:

{P_\mathrm{atm} \以上\ρ} = {v_B^2 \over 2} + gh_B

ヘモグロビンの解決:

サイフォンの一般的な高さ:

h_B = {P_\mathrm{atm} \以上\ρグラム} - {v_B^2 \over 2g} 。

これは、中間高ポイントの高さは、サイフォンの速度によって制限されることを意味します。 低い高さの高速サイフォンの結果。 高さはサイフォンは、VBの= 0の非常に遅いときに最大化されている:

サイフォンの最大高さ:
H_を\ mathrm {max} = {P_\mathrm{atm} \以上\ρグラム}

これは、サイフォンが動作することを最大の高さになります。 これは、中間高ポイントに液体の列の重量は大気圧に相当するだけ場合です。 代入する値は、水の約10メートル、水銀0.76メートルを与える。
*真空サイフォン

ただし、上記の高さ制限は、液体が負圧を取ることができないことを前提としています。 実際には、水と水銀展示引張強さとして知られているプロパティなどの液体は、負圧を取る特定の条件下では、ことができます。 一例として、水が根10メートル、重力と大気圧によって課された、従来の制限よりもさらにからプルアップされている背の高い木々の中にあります。

驚いたことに、実験は確かにサイフォンは、液体は純粋で、脱気され、表面が非常にきれいです。[4] [5]は、しかし、典型的な実用的なサイフォンは、液体引張強さのほとんど、あるいはまったく使用を達成するために行なうことにより、真空中で動作することが示されているが効果は、代わりに大気圧に依存する。

これは、液体が管の表面に付着していない場合サイフォンは真空中で動作するためにできないことがあります。 たとえば、ガラス管、または水銀銅管のサイフォンのIN水ではない可能性がありますガラス管のサイフォンでテフロンチューブに水や水銀のに対し、真空中で動作する場合があります。
*も参照してください

サイフォンの事故の詳細については、グアダラハラで* 1992年爆発。
*重力フィード



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