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教学实验虹吸现象原理实验仪说明虹吸现象原理实验仪说明一、实验目的观察虹吸发生、发展及破坏的过程。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（见附图）三、实验原理：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。下图中，首先选取通过虹吸管水流出口点的水平面o—o'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：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.另一部分用于转变为流速水头，以保证有一定的流量流出。由此可得虹吸管内的断面平均流速为：因而通过虹吸管的流量为：兀 兀 丿Q=4d2V2=4d叫2g（H-hw）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：

-1^2g+hwl—3由于誉’0及-1^2g+hwl—3由于誉’0及a331，则:w1-3为负值,即C点产生真空，其真空度为:式中右边括弧中各项皆为正值,aV2= +h+hY2gw1-3因此，对于水来讲，虹吸高度h的理论值应为：h二10-(V2+h )mHO2g w1-3 2通过弯管流量计的流量为:耳=f(2D/r)四、实验步骤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。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。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

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