虹吸现象原理（关于虹吸现象原理的简单科普）

关于虹吸现象原理，有许多人不了解，那么下面来看看小奉对虹吸现象原理的相关介绍。

虹吸现象原理

1、管道里的水流的流动方向取决于管道两端水流机械能的相对大小，水流由机械能大的一端流向水流机械能小的一端。

2、水流的机械能包括水流的位置势能、压力势能和动能。

3、为研究方便，在流体力学中引进单位重量流体的能量，简称单位能量：单位位置势能：设重为mg的流体，它的位置高度是Z，则它的位置势能为mgZ，单位重量流体的位置势能为mgZ/（mg）=Z；单位压力势能：设重为mg的流体，它的压强是P，则它的压力势能为mP/p,单位重量流体的压力势能为mP/p/mg=P/(pg）；单位动能：设重为mg的流体，它具有速度V，则它的动能为mV^2/2,单位重量流体的动能为mV^2/2/mg=V^2/（2g）；单位重量流体的机械能：Z+P/(pg)+V^2/（2g）现在我们来看虹吸管，虹吸管的进口端：单位重力势能为Z1=H（它比出口端高H）；单位压力势能P1/(pg）=0，（进口端水面为大气压，相对压强P1=0）；单位动能V1^2/（2g）=0（因为进口之前水流速度很小，可看为零）；所以进口端的总机械能Z1+P1/(pg)+V1^2/（2g）=H。

4、虹吸管的出口端：单位重力势能为Z2=0（它比进口端低H）；单位压力势能P2/(pg）=0，（出口端通大气，相对压强P2=0）；单位动能V2^2/（2g）不等零。

5、所以出口端的总机械能Z2+P2/(pg)+V2^2/（2g）=V2^2/（2g）如果管道上没有任何阻力，流动中水流的机械能守恒，则虹吸管进口与出口的机械能相等：Z1+P1/(pg)+V1^2/（2g）=Z2+P2/(pg)+V2^2/（2g）即H=V2^2/（2g）从而可求虹吸管出口速度V2=（2gH）^(1/2)对于实际流体，流动总是要克服阻力做功，水流能量在流动中不断减少，我们把它叫做能量损失，或水头损失。

6、所以出口断面的水流能量总是比进口断面的能量小。

7、也就是说水总是从能量大的地方流向能量小的地方。

8、式H=V2^2/（2g）应改为H>V2^2/（2g）V2

9、在流体力学中引进一个小于1的系数k,则V2=k（2gH）^(1/2),我们把k叫做流速系数。

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