虹吸现象原理实验.pptx
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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
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，
0
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。
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
0
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
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Fra Baidu bibliotek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。
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
4
2
2g(H
h
)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
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：
V2
P V2
H
11 2g
H
h
3
33
hw21g3
由于
1
V2 1
2g
0 及
31，则：
P3 V 2
3 2g
hw13
h
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：
1
上海同广科教仪器有限公司
P3
V 2
2g hw13 h
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
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，
0
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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。
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
0
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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
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Fra Baidu bibliotek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。
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
4
2
2g(H
h
)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
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：
V2
P V2
H
11 2g
H
h
3
33
hw21g3
由于
1
V2 1
2g
0 及
31，则：
P3 V 2
3 2g
hw13
h
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：
1
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P3
V 2
2g hw13 h