Трубный сифон: Трубный сифон купить в Санкт-Петербурге

Сифон трубный для раковины McAlpine MRSK4

Категории

• Описание
• Доставка
• Отзывов (0)

Сифон трубный (1 1/2’х40мм) P/S-образный без выпуска с адаптером для слива бытовой техники и универсальной отводной трубой D40/50мм; выход Дн=40/50мм.

Выход, мм	40/50
Высота гидрозатвора, мм	75
Пропускная способность, л/мин	69
Подключение бытовой техники	да
Материал	высококачественный пластик
Производитель	McAlpine (Великобритания)

Написать отзыв

Ваш отзыв:

Примечание: HTML разметка не поддерживается! Используйте обычный текст.

Оценка:     Плохо           Хорошо

Как заказать товар

1. Большинство товаров, представленных в Интернет-магазине «Аква-гарант», имеется в постоянном наличии на складе. Поэтому приобрести продукцию Вы можете непосредственно у нас в магазине

, по адресу: г.Волгоград, ул.Восточная, 21Б. 

Заказать товар вы можете:

• с помощью корзины заказов
• прислать список необходимых товаров с точным наименованием и артикулом на электронную почту [email protected] 
• прислать список товаров на Viber/WhatsApp 8-902-098-37-38

При оформлении заказа обязательно указывайте:

— город доставки

— контактные данные 

— форма оплаты (при безналичной форме оплаты от организации, необходима будет карта партнера для выставления счета).

2. Доставка по городу является платной услугой. Осуществляется по предоплате, условия и стоимость уточняйте у менеджеров компании.

3. Доставка по России Транспортной компанией. Осуществляется по предоплате. Сроки и стоимость доставки Вы можете уточнить на сайтах компаний:

«СДЭК»

 «ПЭК»

«Деловые линии», или у наших менеджеров. 

Как оплатить товар

1. Оплата за наличный расчет.  Производится в рублях непосредственно в кассе магазина.

2. Оплата банковской картой. Производится также в магазине (филиале). 

3. Безналичным способом по выставленному счету (После оформления заказа через корзину, счет будет выслан на электронную почту). 

• Рекомендуемые товары
• Не забудьте купить

show_more show_less

bookmarkrocketphone

Принцип работы сифона — просто о сложном: tvin270584 — LiveJournal

В любой квартире имеется как минимум один умывальник – объект, без которого не обустраивается ни одна ванная комната. Одним из неотъемлемых компонентов структуры умывальника является сифон – объект, на который возложена функция предотвращения перелива воды, а также устранения неприятных запахов. В статье мастер сантехник

рассмотрит принцип работы сифона.

Что это такое

Сифон является основным связующим звеном между сантехническими приборами (ванной, умывальником, кухонной мойкой), некоторыми бытовыми устройствами (стиральной и посудомоечной машиной) и канализационной сетью жилого дома. Устройство сифона зависит от его вида, а принцип действия основывается на образовании водной пробки, препятствующей проникновению в жилое помещение канализационных запахов.

Основные функции

Для чего все-таки предназначен этот прибор? Чтобы понять его необходимость, нужно рассмотреть задачи, которые он выполняет:

• Обеспечение процесса стока жидкости в канализационную систему;
• Препятствие образования засоров и загрязнений в канализации;
• Обеспечение нормального и беспрепятственного отвода жидкости;
• Борьба с возникновением неприятных запахов .

Устройство

Рассмотрим основное устройство сифона. Его конструкция состоит из нескольких соединенных между собой частей. Отметим наиболее основные из них:

• Внешний корпус;
• Раструб для обеспечения изоляции;
• Отводная труба для соединения с канализацией;
• Отводная труба для стока жидкости;
• Угольник;
• Резиновая прокладка;
• Защитная сетка для фильтрации;
• Винт для соединения;
• Накладки.

Принцип действия

Принцип действия сифона основан на основных физических свойствах жидкости:

• Прибор имеет изогнутую форму. Его нижняя часть имеет особое расположение, благодаря чему в ней постоянно находится сточная жидкость;
• Благодаря находящейся в приборе сточной воде, здесь постоянно поддерживается давление. Оно необходимо для препятствия проникновения неприятных запахов и посторонних газов из канализации в жилое помещение;
• Для прочистки изделия используется сточная вода, попадающая в него при использовании сантехнического прибора.

Разновидности

На сегодняшний день известно несколько разновидностей приборов. Они имеют одно предназначение, но разные конструкции, схемы устройства:

• Трубный.
• Бутылочный.
• Гофрированный.
• Плоский.
• Сухой.

Трубный

Его обычно можно встретить на керамических раковинах и высоких ваннах. Этот вариант подходит для ванной комнаты, но не самый лучший выбор для кухни, поскольку не столь удобен в обслуживании. Его прочистка от попавших частиц будет осуществляться сложнее.

Такой сифон выглядит максимально естественно, поэтому часто выбирается в том случае, когда конструкция остается открытой. Гидрозатвор представляет собой изогнутую трубу. Она вертикально опускается вниз выходя из ванной или раковины, потом резко загибается в обратную сторону, поднимается немного вверх и сворачивает на 90 градусов, уходя в канализацию.

Обычно трубный гидрозатвор состоит из трех элементов. Для прочистки осуществляется съем средней трубки с поворотом.

Несмотря на внешнюю привлекательность, трубные сифоны имеют существенные минусы помимо более сложного обслуживания. В первую очередь нужно отметить их небольшую вместительность. Вода, которая формирует гидрозатвор, может быстро испариться, если раковиной или ванной не пользоваться. Таким образом, уезжая в отпуск можно вернуться и обнаружить неприятный запах канализации по всему дому. Также нужно отметить и тот факт, что это жесткая конструкция, поэтому требует более тщательного подбора по размеру. Если ошибиться при покупке устройства и взять затвор немного короче, это будет проблемой не имеющий решения.

Бутылочный

Это очень популярная конструкция сифона, которая считается практически идеальной благодаря тому, что в случае покупки устройства его можно отрегулировать под зазор между горловиной слива сантехники и канализационным раструбом. Свое название сифон получил благодаря определенному сходству с бутылкой. Обычно такие устройства комплектуются гофрированной сливной трубой, что существенно облегчает их регулировку и удобство демонтажа при проведении чистки.

Бутылочная конструкция предусматривает возможность доступа во все полости, в частности туда, где накапливается вода формирующая гидрозатвор и мусор. Вместительность бутылки довольно большая, поэтому жидкость в ней дольше испаряется. Существует меньшая вероятность того, что за время отсутствия водопополнения полость сифона пересохнет и помещение заполнится запахом канализации.

Поскольку это обслуживаемая система, то она предусматривает большое количество соединений с уплотнительными прокладками. По мере потери их эластичности может наблюдаться разгерметизация и подтеки. Это является главным недостатком бутылочной конструкции. Самообслуживание такого сифона заключается в выкручивании бутылки и ее очистки от накопленных волос, ниток жира и т.д.

Гофрированный

Такой сифон выглядит довольно массивным и непривлекательным, потому его используют только в исключительных случаях. Устройство состоит из длинной гофрированной трубы сложенной втрое. Получаемый из нее перегиб фиксируется с помощью специальной рамки. Преимущества гофрированной трубы заключается в ее гибкости. Благодаря этому гидрозатвор можно подключить даже при нестандартном расположении сантехники. Величину изгиба можно отрегулировать при установке. Прибор может использоваться как на раковинах, так и на низких ванных.

Гофрированная труба имеет множество внутренних неровностей и большой перегиб, поэтому устройство быстро заполняется грязью. Также при частом контакте с горячей водой она может приобретать жесткость, что усложняет обслуживание сифона.

Плоский

Такой гидрозатвор является разновидностью бутылочной конструкции. Его особенность заключается в наличии плоской колбы. Неоспоримым преимуществом такого устройства является возможностью установки в тех местах, где высота между сливом сантехнического оборудования и полом или препятствием совсем небольшая.

Сухой

Сухие сифоны обычно выбирают для установки в душевые кабинки, поскольку они имеют минимальную возможную высоту для монтажа.

Принцип устройства такого затвора кардинально отличается от классических решений. Для защиты от проникновения воздуха из канализации в помещение применяется специальная силиконовая мембрана. Вода внутри сифона не задерживается, полностью сливаясь в канализацию. Работающая в устройстве мембрана выпускает всю жидкость в одну сторону, при этом не дает осуществлять газообмен в обратном направлении.

Неоспоримым преимуществом такой конструкции является невозможность ее пересыхания. При выборе сухого сифона можно не беспокоиться, что во время отпуска пока сантехника не применяется, гидрозатвор пересохнет. Также подобный сифон не может перемерзнуть, что особенно актуально, если он устанавливается в не отапливаемом помещении, таком как баня или сауна.

Дополнительные функциональные элементы

Сифоны без дополнений обычно устанавливаются в мойку на кухне самой простой конструкции. В остальных же случаях они имеют различные усовершенствования, которые повышают эффективность или удобство использования затвора. Самым часто встречаемым дополнением является слив-перелив. Он предусматривает наличие добавочной трубы, которая входит в емкость гидрозатвора. Она идет от отверстия перелива, который обычно встречается в умывальниках, ванных и высоких душевых поддонах. Наличие перелива позволяет осуществлять сбор избыточной воды, которая накапливается в случае закрытия основной сливной горловины пробкой.

Также сифоны могут оснащаться донными клапанами. Они представляют собой механизмы, которые служат вместо пробки. Работать с клапанами намного удобнее. Они могут регулироваться колесом, закрепленным на отверстии перелива, или срабатывать при нажатии на свою поверхность.

Гидрозатвор может иметь дополнительный боковой штуцер для возможности подключения прочей бытовой техники, к примеру, стиральной или посудомоечной машины. В заводской комплектации такого сифона идет заглушка, которая его закрывает. В том случае, когда подключение потребуется, она снимается и штуцер используется для присоединения к канализации другой сантехники или оборудования.

Также встречаются сифоны с двумя чашами и одним гидрозатвором. Они применяются для установки на современные кухонные мойки с двумя сливами. Такое техническое решение позволяет проводить профилактическое обслуживание устройства за один раз. В том же случае когда под мойкой располагается два сифона, то чистить все придется дольше.

Полезные советы

Чтобы сифон с гидрозатвором не пересох при долгом неиспользовании, при оставлении устройства на продолжительный период, в него можно налить немного подсолнечного масла. Оно создаст поверхностную пленку, которая уменьшит фактическое испарение жидкости. По четверть стакана масла заливается в каждую мойку, умывальник, горловину ванной или душевой.

Для предотвращения частого засорения сифона необходимо позаботиться об установке мелкоячеистой защитной сеточки на горловину слива. Особенно это актуально для кухонной мойки. Сетка будет задерживать крупные частицы мусора.

Необходимо проводить профилактическую очистку сифона на кухне хотя бы раз в несколько месяцев. Это позволит вынимать накопленный в нем мусор, предотвратив тем самым переполнение. Очистка предотвратит плохой слив и движение мусора дальше в канализационную трубу, что чревато появлением непроходимого засора в сложном для прочистки месте.

Материалы изготовления

Сифон может изготовляется из металла или пластика. Металлические изделия стоят дороже и зачастую выглядят более привлекательными благодаря глянцевой поверхности. Их выбирают в том случае, когда затвор остается видимым. Если устройство скрыто от взгляда, то обычно устанавливают пластик. Что касается фактического ресурса, то качественный пластик при бережном обращении может прослужить дольше сифона из нержавеющей стали.

Можно выбрать устройство, у которого декоративная накладка с сеткой сделана из металла. Если смотреть в область горловины раковины, ванны или душевого поддона то можно будет видеть только блестящую сталь, в то время как пластиковые элементы остаются скрытыми.

Как собрать

В самой сборке данного приспособления нет ничего сложного. Для сборки современных сифонов не нужно запасаться большим количеством инструментов, ведь нынешние модели легко собираются вручную. На некоторых этапах сборки может пригодиться отвертка.

Желательно не использовать герметик при сборке сифона. Многие конструкции довольно надежны и им не нужны дополнительные средства защиты от протечек. А если применить герметик, то в будущем разборка сифона для чистки может стать трудновыполнимой.

Обычно в комплекте к каждой модели прилагается схема сборки, на которой пошагово указаны все действия. Инструкция сбора наглядно показывает, как крепить детали.

Перед самой сборкой следует убедиться в наличии всех составляющих и отсутствии дефектов на них. Отдельное внимание стоит обратить на резиновые прокладки – на них не должно быть порезов и трещин. Рекомендуется работать в перчатках.

Инструкция по сборке сифона:

• Сначала на раковину устанавливается решетка со специальной прокладкой.
• С нижней части раковины устанавливается сливной патрубок, который закручивается винтом.
• Затем на сливной патрубок устанавливается бутылочная часть сифона.
• На бутылочную часть снизу устанавливается крышка, которая также имеет резиновую прокладку.
• После этого осуществляется крепление отвода, который соединяет сифон и канализацию.

Отдельно стоит сказать про сборку полуавтоматического сифона. Поскольку данные модели имеют дополнительные детали, то их сборка становится более сложной. Чтобы правильно собрать такой сифон, нужно следовать определенному алгоритму:

• Сначала необходимо соединить патрубок и центральный перелив устройства.
• Затем на перелив монтируется фильтр, а на слив устанавливается двойной уплотнитель.
• После этого подвижной регулировочный трос соединяется с металлическими крышками.
• Далее они устанавливаются на сливное отверстие.
• К переливу конструкция крепится при помощи болтов.

Как видно из вышеперечисленных этапов, сборка сифона – крайне простая процедура, с которой можно легко справиться. Главное – надежно закрепить все детали и не забывать про резиновые прокладки во избежание протечек.

Видео

В сюжете — Сифоны для ванной и кухни

В сюжете — Как почистить сифон своими руками

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Сифон для чаши Генуя — виды, монтаж

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2023/04/Printsip-raboty-sifona.html

Насосы и сифоны

Насосы и сифоны

Для ускорения воды в контуре и преодоления сил трения при поддерживая постоянный поток, вы используете насос . Насосы создают давление градиенты. Чтобы ускорить столб воды, насос либо увеличивает давление на одной стороне колонны или уменьшить давление на другой стороне колонны.

Рассмотрим простую U-образную трубу, наполненную водой. Уровень воды – это одинаково в каждой ноге, и давление на каждой поверхности равно атмосферному давлению. Как заставить уровень воды подниматься в правой ноге и опускаться в левой?

• (a) Вы можете дуть в левую часть трубки. Вы добавляете воздуха молекулы. Плотность воздуха в левой ноге увеличивается. Воздух давление увеличивается. Вода ускоряется вправо.
• (б) Вы можете сосать с правой стороны. Вы удаляете молекулы воздуха. плотность воздуха в правой ноге уменьшается. Давление воздуха уменьшается. Вода ускоряется вправо.

  Если вы удалите весь воздух над одной ногой, вы создадите давление разница 1 атм = 101 кПа. Тогда вы сможете поддерживать столб воды высотой 10,3 м. Плотность воды 1000 кг/м ³ . 1 м ³ воды весит 9800 Н. Таким образом, столб воды высотой 10,3 м будет оказывать давление 101 кПа. Многие насосы работают по простому принципу толкания и сосания. Тем не менее, вы никогда не можете сосать вода из колодца, когда уровень воды более чем на 10 м ниже насоса.

В вертикальной заполненной водой трубе сила тяжести создает градиент давления в вода. Вода внизу должна выдерживать вес воды выше. давление, создаваемое 10 м или 33 футами воды над головой, равно атмосферное давление на уровне моря. Один из способов поддержания давления в водопроводе это иметь высокие столбы воды, подключенные к трубам. Многие муниципалитеты использовать водонапорную башню, построенную на относительно высоком месте в пределах своего региона обслуживания, чтобы поддерживать давление в водопроводе.

---

Сифоны

Предположим, U-образный кусок трубы полностью погружен в воду, заполнен водой, а затем перевернули под водой. Когда вы медленно тянете верх U-образный кусок трубы из воды, вода не вытекает из трубка. Почему?

Воздух не может попасть в трубу. Когда вода начинает вытекать из трубы, почти вакуум создается в самой верхней части перевернутой буквы U. Давление здесь падает почти до нуля. Атмосферное давление на поверхность воды в ведре выталкивает воду в П-образную трубу.

Если U-образный шланг или труба соединяет емкость с жидкостью на более высокой высоте до контейнера на меньшей высоте над барьером, жидкость может быть перекачивается в контейнер на более низкой высоте. Атмосферное давление помогает протолкнуть жидкость через барьер. На диаграмме ниже P ₁ > P ₂ , и жидкость переливается из левого ведра в правое.

Для статической ситуации у нас было бы   P _внизу = P _вверху + ρhg.
Здесь P _ниже = 1 атм.
Поэтому P _сверху = P ₁ = 1 атм — ρh ₁ г с левой стороны,
и P _сверху = P ₂ = 1 атм — ρh ₂ г в правой части.
P ₁ > P ₂ , на жидкость действует результирующая сила вверху, указывая вправо.
Ситуация не статична, жидкость начинает течь.

Заявка:

Туалет

Изначально давление одинаково везде, где нет воды. Это атмосферное давление. При смыве вода сначала поднимается в чашу над самой высокой точкой сифона. Теперь там сплошная вода колонка между верхом чаши и нижним выходом сифона. Давление на дне этой колонны P _ниже = P _атм + ρhg, где h — высота воды в чаше. Это не может быть уравновешивается только атмосферным давлением, и вода начинает течь. Как до тех пор, пока в сифон не попадет воздух P _ниже будет выше, чем P _атм и вода будет продолжать течь вниз. Как только воздух попадает в сифон, вода с левой стороны будет вытекать, а вещи будут в равновесие снова на правой стороне картины.

Ссылки:
Туалет со смывом  (Youtube)
Исследование давления (Эксперименты, которые вы можете провести дома.)

Ограничение по высоте сифона

Хотя сифон использовался с древних времен, способы его эксплуатации вызывали споры ^1,2,3,4,5,6 . Были выдвинуты две конкурирующие модели: одна, в которой считается, что сифоны работают под действием силы тяжести и атмосферного давления, а другая, в которой используется гравитация и сцепление жидкости. Ключевым доказательством атмосферной модели является то, что максимальная высота сифона примерно равна высоте столба жидкости, который может поддерживаться атмосферным барометрическим давлением. В этой модели сифон считается двумя барометрами, расположенными «спина к спине». Еще одним доказательством в пользу атмосферной модели является тот факт, что сифонное течение может происходить с пузырьком воздуха внутри трубы, так что между молекулами воды нет физической связи. Доказательством в поддержку модели гравитационного сцепления является то, что сифоны, как было показано, работают в условиях вакуума ^7,8,9 и модель может объяснить любопытную особенность, напоминающую водопад, когда сифон работает близко к барометрическому пределу ¹⁰ .

Обе модели сифона — атмосферная и когезионная — предсказывают, что максимальная высота сифона зависит от атмосферного атмосферного давления. В случае атмосферной модели давление атмосферы требуется, чтобы удерживать столб воды вместе. В модели когезии предел объясняется тем, что давление в верхней части сифона падает ниже давления паров воды при данной температуре, так что возникает кавитация, т.е. вода начинает кипеть, разрывая столб.

Однако модель сцепления предсказывает, что если можно предотвратить кавитацию, то можно нарушить предел барометрической высоты. Причина сплоченности заключается в том, что поверхности требуют энергии, и поверхность вода/воздух ничем не отличается. Для воды поверхностную энергию часто называют поверхностным натяжением. Поверхностная энергия границы раздела вода/воздух составляет 0,072 Дж/м ² . Создание пузырьков в воде требует энергии из-за энергии поверхности пузырьков. Чтобы пузырек был устойчивым, он должен поддерживаться либо внутренним давлением газа, либо эквивалентным напряжением (отрицательным давлением) в воде. Для газа в пузыре давление ( P ) определяется формулой (1). Это уравнение ¹¹ является точным для идеального газа, но является приближением для реального газа.

, где γ — поверхностная энергия (Дж/м ² или Н/м), а r (м) — радиус пузырька. Хорошим контрольным давлением является атмосферное давление, которое составляет = 1,013 × 10 ⁵  Па (Н/м ² ). Внутреннее давление в одну атмосферу (или эквивалентное напряжение в воде) может поддерживать пузырек радиусом х , где:

То есть внутреннее давление в одну атмосферу создается пузырем радиусом 1,42 мкм (диаметром 2,8 мкм). Эквивалентно, для пустого пузыря диаметром 2,8  мкм возникло бы напряжение, равное выдержке в одну атмосферу. Пузырь меньшего размера будет поддерживать большее натяжение воды, а пузырь большего размера — меньшее натяжение воды. Пузырек диаметром 2,8 нм может выдержать давление воды, равное 1000 атмосфер (100 МПа).

Было проведено множество экспериментов по измерению прочности воды на разрыв ^{12,13,14,15,16,17,18,19,20} и были достигнуты значения до -150 МПа ²¹ . Все эти эксперименты проводились на статических образцах. В этой статье мы впервые сообщаем о сифоне, работающем выше барометрического предела при окружающем атмосферном давлении. Таким образом, мы демонстрируем объемный поток воды под напряжением.

В начальном эксперименте 60 мл обычной водопроводной воды с 4 мл покрывающего слоя силиконового масла выдерживали при вакууме <10 ⁻³  Па в течение периода более трех недель. Во время первоначального процесса дегазации значительные объемы газа были выделены как из воды, так и из покрывающих слоев. Этот процесс обычно приписывают кипению, но, как будет определено в последующих разделах, этот эффект полностью обусловлен растворенными газами, выходящими из воды. Небольшое количество воды (~2 мл) испарилось из начального объема, в основном за счет обнажения поверхности воды при прохождении крупных пузырьков через покрывающий слой.

После того, как вода и покрывающий слой были полностью дегазированы, дальнейшая потеря жидкости прекратилась. После того, как судно на короткое время вернулось к атмосферному давлению, последующие откачки не привели к выделению большего количества газа из воды (видеоэпизод 1). Однако возврат контейнера к атмосферному давлению на несколько часов позволил реабсорбировать газ в покрывающий нефть слой и в течение более длительного периода в воду под ним. Этот газ снова высвобождался при повторном вакуумировании контейнера.

В следующем эксперименте когезионная прочность воды была проверена с использованием простой перевернутой U-образной трубки с основанием, находящимся в вакууме, наподобие барометра (рис. 1). Первоначально U-образная трубка была установлена ​​ниже уровня поверхности жидкости, в то время как стеклянный сосуд был откачан, а все газы были полностью удалены сверху и внутри жидкости. Когда парциальное давление внутри сосуда уменьшилось до 7,5 ± 0,05 × 10 ⁻¹  Па, U-образную трубку подняли, подняв вершину трубки на высоту 300 мм над поверхностью масла. Предполагалось, что с плотностью немного меньшей, чем у воды, поверхность масла близка к гипотетической границе раздела вода-вакуум. Было замечено, что вода образует непрерывный столб без пузырьков/полостей, образующихся в верхней части пробирки (рис. 2). Затем перевернутую U-образную трубку удерживали в этом положении более четырех недель. По истечении этого времени U-образную трубку наклонили еще больше, так что вершина оказалась на высоте 400  мм над поверхностью, при этом парциальное давление над жидкостью уменьшилось до 5 ± 0,05 × 10 ⁻³  Па. В этом положении водяной столб был стабильным, и в U-образной трубке не наблюдалось появления пузырьков даже через несколько часов.

Рисунок 1

Верхнее изображение: Экспериментальная установка для дегазации воды; Изображение справа: увеличенный вид датчика Маклеода; Нижняя диаграмма: градуированный стеклянный мерный цилиндр объемом 100 мл, наполненный 60 мл воды и закрытый 5 мл масла, стоит на небольшом подносе из плексигласа над турбомолекулярным насосом. Манометры имеют маркировку 1) APG-M-NW16, 2) AIM-S-NW25 и McLeod.

Изображение в полный размер

Рис. 2

Схема барометра с U-образной трубкой, заполненного водой.

На нижнем рисунке показано положение во время откачки и дегазации воды с помощью маслозащитного слоя, а на верхнем рисунке показано положение U-образной трубки в наклонном положении, когда основание удерживается в вакууме.

Изображение в натуральную величину

Для проверки способности воды сохранять когезию в условиях потока был сконструирован стеклянный сифон таким образом, чтобы оба резервуара могли находиться под высоким вакуумом (рис. 3), аналогично тому, как это делалось ранее. от Ноукса ⁸ . При такой схеме в процессе дегазации с U-образной трубкой, установленной ниже уровня масла, уровень жидкости в обоих резервуарах был одинаковым при заполнении каждого наполовину. Когда U-образная трубка затем была поднята в вертикальное положение, смещение в положении позволило одному резервуару подняться дальше, чем другому, что привело к небольшой разнице в высоте. Когда U-образная трубка изначально находилась в нижнем положении, вода дегазировалась до парциального давления 9,5 ±0,05 × 10 ⁻¹  Па. камера в нижнюю через сифонную трубку в нижнюю камеру (видеоэпизод 2).

Рисунок 3

Фотография U-образного барометра в вакууме.

Показания давления указаны в Па, а высота вершины составляет 300  мм над поверхностью жидкости.

Увеличить

В то время как поток был инициирован независимо от атмосферного давления внутри сифона, было отмечено, что движение резервуаров между статическими и проточными условиями обнажает поверхности, которые ранее были покрыты водой. При этом наблюдалось повышение давления в области вакуума выше 10 ³  Па. Понимая, что это представляет собой фундаментальный недостаток, в этой и в предыдущих попытках других создать водяной сифон в условиях вакуума было сочтено, что сифон средней длины не может окончательно исключить влияние давления пара на поддержание столбец.

Для снижения влияния внешнего давления, действующего на столб жидкости, был сконструирован второй сифон, работающий в атмосферных условиях, высотой выше номинального барометрического предела 10 м, с использованием воды, дегазированной с помощью вакуум-эксикатора (рис. 4).

Рисунок 4

Схема водяного сифона под вакуумом.

На нижнем рисунке показано положение во время вакуумирования и дегазации воды с масляным покрывающим слоем, а на верхнем рисунке показано положение сифона, наклоненного при перетекании жидкости из верхнего в нижний резервуар, при этом каждый резервуар находится под вакуумом.

Изображение в полный размер

Высота сифона, определяемая как расстояние по вертикали между поверхностью воды в верхнем резервуаре и вершиной трубы, начиная с 1498 ± 2 см и увеличилась до 1504 ± 2 см (рис. 5). Барометрическое давление во время эксперимента составляло 99,8 ± 0,1 кПа. Эксперимент повторялся несколько раз, и пример показан в соответствующем дополнительном видео (видеоэпизод 3). После открытия обоих кранов в основании предварительно залитого сифона вода вытекала только из нижней из двух ножек сифона (видеоэпизод 4). Приблизительно 400 мл воды перетекло из верхнего в нижний резервуар за 850 с, что соответствует расходу 4,7 ± 0,05 × 10 ⁻⁷  м ³  с ⁻¹ и средней скоростью 1,7 ± 0,05 × 10 ⁻²  м с ⁻¹ .

Рисунок 5

Схема сифона выше барометрического предела с резервуарами, открытыми для воздуха.

Вода в верхнем резервуаре покрыта 5 мм слоем силиконового масла. Шкив используется на вершине для поддержки длины трубы и предотвращения перегибов в трубе.

Изображение в полный размер

Для измерения влияния капиллярного действия на подъем воды в сифонной трубке один конец пустой сифонной трубки был погружен в дегазированную воду, которая была открыта для воздуха, а другой конец открытый конец трубки удерживали над уровнем жидкости. Поскольку разницы между высотой жидкости внутри нейлоновой трубки и снаружи не наблюдалось, капиллярное действие не принималось во внимание как играющее какую-либо существенную роль в сифонном процессе.

Возможность полной дегазации воды всегда представляла собой серьезную проблему при проведении экспериментов по изучению прочности жидкости на растяжение. Широко известно, что большие различия, наблюдаемые как внутри, так и между различными методами исследования свойств воды, обусловлены непредсказуемой природой газов, растворенных в ²² . В воде, свободной от всех растворенных газов, пузырьки образуются только тогда, когда энергия, полученная при образовании полости, превышает энергию связи окружающих молекул.

Таким образом, образование полостей в полностью дегазированной воде представляет собой предел сцепления молекул воды. Из используемых методов, таких как кипячение, обработка ультразвуком, мембранная дегазация и оттаивание замораживающим насосом, те, при которых вода подвергается воздействию вакуума, обычно считаются наиболее эффективными для удаления всех растворенных газов. Это можно понять, экстраполируя до предела закон Генри

, где C — растворимость газа при фиксированной температуре в определенном растворителе, k — постоянная Генри, а P _газ — парциальное давление газа над жидкостью. Соответственно, при нулевом давлении количество растворенного газа также должно быть равным нулю. Однако из-за практических ограничений трудно достичь давления над поверхностью намного ниже давления пара, которое для воды при 20 °C составляет приблизительно 2,33 кПа, и, следовательно, всегда будет присутствовать некоторое количество растворенных газов.

При температурах выше точки замерзания и ниже точки кипения связи между соседними молекулами воды на границе раздела жидкость-воздух постоянно разрушаются и восстанавливаются. Этот постоянный обмен между уходящим и вновь соединяющимся молекулами обычно находится в равновесии при атмосферном давлении и комнатной температуре, вот почему мы так много видим жидкой воды на Земле. Однако, как только давление над границей раздела снижается или температура жидкости ниже повышается, равновесие смещается, и молекулы воды в среднем теряются из объема жидкости.

Простой метод преодоления потери воды заключается в изменении энергетического барьера на поверхности воды путем нанесения на поверхность слоя несмешиваемой жидкости. При плавании жидкости с низким удельным весом и сверхнизким давлением пара над водой молекулы на границе раздела не могут покинуть воду и мигрировать через покрывающую жидкость на поверхность. Таким образом, потери на испарение, которые обычно происходят ниже давления водяного пара, значительно уменьшаются, если не полностью сводятся на нет.

После первоначальной дегазации воды не было дальнейших потерь на испарение или кавитации в объемной жидкости или на любой поверхности раздела, когда давление окружающей среды было ниже 10 ⁻³  Па. сила, действующая на воду, поднимающая давление выше точки парения, с покрывающим слоем всего 5 мм, масло будет способствовать нисходящему давлению менее 43 Па.

маслом на стадии дегазации было только падение температуры, измеренное ртутным термометром, когда поверхность воды подвергалась воздействию вакуума, как это происходило, когда на поверхности взрывались большие пузыри. Затем температура воды со временем постепенно повышалась, возвращаясь к температуре окружающей среды в лаборатории. Это очень медленное повышение температуры было частично связано с некоторой лучистой энергией через переднюю часть камеры из плексигласа, но преимущественно с теплопроводностью через устройство. Наблюдалось, что в течение 3 недель в условиях вакуума температура воды оставалась стабильной на уровне примерно 21 °C.

Это удивительное поведение объясняется динамикой испарения, когда в среднем наиболее энергичные молекулы стремятся покинуть поверхность первыми. В этом случае за счет увеличения энергетического барьера на поверхности испарение не может происходить, поэтому чистая потеря энергии системой незначительна или отсутствует, оставляя температуру постоянной. Следовательно, хотя масло действует как эффективный барьер для испарения воды, оно не препятствует переносу газа в любом направлении и не изменяет значительно градиент давления внутри жидкости. Следовательно, эти эксперименты показывают, что в то время как открытая вода действительно испаряется при низких парциальных давлениях, как и следовало ожидать, внутренняя кавитация или зародышевое кипение не возникают при комнатной температуре даже при чрезвычайно низких давлениях окружающей среды.

для сифона с растворенными газами максимальная высота ( H _M ) Siphon —

, где P ₀ — окружающее атмосферное давление, 1102910139 3 39 39 39 39 39 3 39 39. . — давление паров воды, v — средняя скорость воды, а другие символы определены ранее в этой статье. Выражение для атмосферной модели такое же, как уравнение (3), за исключением отсутствия P _v срок.

Сифон в эксперименте, описанном в этой статье, явно работал выше барометрического предела, который при заданном барометрическом давлении составлял 10,18 ± 0,01 м для атмосферной модели и 9,94 ± 0,01 м для модели сцепления (без учета пренебрежимо малого члена скорости ). Таким образом, очевидно, что атмосферное давление не играет никакой роли в переносе воды через вершину сифонной трубки. Поэтому ясно, что для ситуаций, когда кавитации не возникает, требуется новое уравнение для максимальной высоты сифона.

Новое уравнение намного проще и имеет вид

, где TS _w — предел прочности воды на разрыв. Так, например, если предел прочности на растяжение образца воды составляет 1 МПа, максимальная высота сифона будет около 100 м. В случае с сифоном в этом эксперименте можно сказать, что предел прочности воды на разрыв был больше -0,15 МПа.

Экстраполируя эти результаты даже самых консервативных экспериментальных измерений напряжения, при котором возникает кавитация, становится возможным, что когезионная прочность полностью дегазированной воды способна поддерживать непрерывный вертикальный столб высотой более нескольких сотен метров. Хотя проведенный здесь эксперимент и близко не достиг предсказанного абсолютного предела, он проливает свет на устойчивость текущей воды под действием растягивающего напряжения и на возможность создания аппарата подходящих размеров для проверки такого предела. Эти эксперименты также поддерживают теорию сцепления и натяжения сокодвижения деревьев. Было бы интересно провести дальнейшие эксперименты, чтобы увидеть, можно ли использовать проточный сифон на высоте более 100 м. Если в вершине сифона можно поддерживать напряжения, достигающие переходного напряжения в несколько сотен бар, то, в принципе, сифон должен работать до высоты в несколько километров.