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虹吸排水

虹吸排水的原理

全称为屋面虹吸雨水排放系统,是利用伯努利方程进行排水管道内压力计算,通过管道、管配件的管径变化从而改变排水管道内的压力变化,形成满管流,在压力的作用下快速排水的系统。
虹吸(siphon)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。虹吸管两端液体的重量差距造成液体压力差距,液体压力差能够推动液体越过最高点,向低端排放。
2010年5月澳洲昆士兰科技大学休斯博士(Dr Stephen Hughes)说:“是重力令虹吸管内液体流动,长下端之水将短上端之水往上拉出,再流到下端。 虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空中也能产生虹吸现象,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道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。在液体流入管道后,越往上压力就越低。如果液体上升的距离很高,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之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管道一定要装满水,在正常的大气压力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。

虹吸形成的过程



传统排水和虹吸排水的差异



虹吸雨水斗的特点及原理与压力分布



虹吸雨水系统的安装与固定