虹吸现象水利工程里的小秘密虹吸原理是人类在饮水灌溉过程中发现的，体现了劳动人民的无穷智慧。在这一节中，我们就来讲述一下虹吸现象这个水利工程中发现的小秘密。虹吸泄洪的这种方法，对于自然灾害频繁的我国来说是极其重要的。虹吸现象在生活中的应用每建一座拦水大坝，首先要保证洪水到来之即该水利工程的安全，但是传统的泄洪工程，需要一整套泄洪设施与之配套，才能使洪水能快速顺利通过。......
2024-06-12
工程技术中的虹吸现象及其原理
【摘要】：图2-35 虹吸现象的示意图2.9.2 虹吸现象的原理虹吸现象主要是由于重力和液体分子与分子之间的吸引力而产生的。请简单叙述虹吸现象在工程技术上的应用。请简单叙述虹吸现象的工作原理。
虹吸现象是利用曲管将液体由较高液面处的位置引向低处的现象，它在日常生活、机械工程以及建筑设计中应用甚广，例如鱼缸的排水、机油的引出以及建筑排水系统的设计都是虹吸现象的应用。
2.9.1 虹吸现象的定义
如图2-35所示，将软管或曲管（虹吸管）插入液体中，并使管内充满液体后，液体就会持续通过虹吸管从开口往更低的位置流出，这就叫作虹吸现象（Siphonage）。
图2-35 虹吸现象的示意图
2.9.2 虹吸现象的原理
虹吸现象主要是由于重力和液体分子与分子之间的吸引力而产生的。在装置中管内最高点液体会因为重力的作用向低位管口处移动，而在U形管内部产生负压再加上液体分子与分子之间的吸引力产生的附着力，导致高位管口的液体被吸入U形管内，并沿着壁面到达最高点，然后又因为重力的作用使液体流向低处，如此连续作用使液体源源不断地流入低位置容器，一直到高位管口与低位管口的液面相等或高位置容器中液体流干为止。
课后练习
（1）什么是连续介质的假设？作这样的假设合理吗？研究飞行器在任何高度飞行时受到的空气动力都可以应用连续介质的假设吗？
（2）连续介质的假设对研究空气动力学问题的学者有何好处？
（3）静压理论的存在条件与公式是什么？
（4）何谓静压理论？
（5）在设计茶壶时，为何壶嘴的高度必须略高于壶口？
（6）请用水银柱高度与压力单位Pa来表示标准状态下的大气压力Patm。
（7）请举例说明毛细管的浸润现象与非浸润现象。
（8）以毛细管接触角的概念说明如何判定毛细管的浸润现象与非浸润现象。
（9）请绘图表示水银压力计并说明其工作原理。
（10）液柱式测压计的测量误差通常是由毛细现象造成的，问在何种情况下，毛细现象造成的测量误差可以忽略不计？
（11）液柱式测压计的测量误差与测压管管径的关系如何？
（12）请简单叙述帕斯卡原理并列出其应用公式。
（13）请简单叙述浮力原理并列出浮力公式。
（14）请用浮力原理简单列出物体在液体内判定沉浮的条件。
（15）如果某液体的比重S=0.8，请判定该液体置于水中是否会浮在水面。
（16）如图2-36 所示，冰块置于杯中，请问冰块溶解后杯内水面会上升还是下降，为什么？
图2-36 水杯中含冰
（17）如图2-37所示，如果热气球的体积为V，内部空气的密度为 1ρ，而大气的密度为2ρ，请问热气球的载重如何？
图2-37 热气球受力
（18）如图2-38所示，请推导圆柱体表面薄膜内外之间的压力差与圆柱体表面薄膜的表面张力系数 σt的关系。
图2-38 圆柱体表面薄膜受力
（19）影响液体表面张力的因素有哪些？
（20）温度对液体表面张力的影响如何？
（21）试问水泡与水珠所受表面张力各为多少？
（22）请简单叙述虹吸现象在工程技术上的应用。
（23）请简单叙述虹吸现象的工作原理。
（24）请用物体受到剪应力产生的反应来描述固体和流体之间的差异。
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