اصول سیفون
در سیفون کشش سطحی جریان مایع را به قطرات مجزا در داخل محفظه پر شده از هوا می‌کشد که مانع از تماس مایع با مایع می‌شود و در نتیجه مانع از استحکام کششی مایع می‌شود . همچنین نشان می‌دهیم که اثر فشار اتمسفر در ورودی با فشار اتمسفر برابر در خروجی لغو نمی‌شود .
یک سیفون در یک حالت باریک‌تر , واژه به ویژه به یک لوله در شکل u معکوس اشاره دارد , که باعث می‌شود یک مایع به سمت بالا , بالاتر از سطح مخزن , بدون پمپ , حرکت کند , بلکه با افت فشار و سپس تخلیه در سطحی پایین‌تر از سطح مخزن که از آن می‌آید , حرکت می‌کند .
دو نظریه عمده در مورد چگونگی ایجاد جریان سیال در سربالایی , در برابر جاذبه , بدون پمپ کردن و تنها با نیروی جاذبه وجود دارد . تئوری سنتی قرن‌ها این بود که جاذبه زمین را در سمت خروجی سیفون کاهش داد و باعث کاهش فشار بالای سیفون شد . سپس فشار اتمسفر می‌توانست مایع را از مخزن بالایی بالا ببرد , به فشار کاهش‌یافته در بالای سیفون , مانند فشارسنج یا کاه و سپس به بالای آن . با این حال , نشان داده شده‌است که می توان در خلا عمل کرد . در نتیجه , تئوری کشش چسبندگی از عملیات سیفون در جایی که مایع روی سیفون در مسیری مشابه مدل زنجیره کشیده می‌شود , مورد حمایت قرار گرفته‌است.
لازم نیست که یک نظریه یا دیگری درست باشد , اما در عوض هر دو نظریه ممکن است در شرایط مختلف فشار محیط درست باشند . فشار اتمسفر با تئوری جاذبه نمی‌تواند در خلا , جایی که فشار اتمسفر قابل‌توجهی وجود ندارد , توضیح دهد . اما کشش چسبندگی با تئوری جاذبه نمی‌تواند گاز دی‌اکسید کربن را توضیح دهد .
تمام نظریه‌های شناخته‌شده در دوران مدرن , معادله برنولی را به عنوان یک تقریب مناسب برای عملیات سیفون آزاد و بدون اصطکاک می‌شناسند..
در اوایل قرن بیستم , در زمینه پمپ‌های مکش ( و پمپ‌های خلا توسعه‌یافته ) , به ویژه با یک چشم برای درک حداکثر ارتفاع پمپ‌ها و خلا ظاهری در بالای تراز اولیه مورد مطالعه قرار گرفتند . این موضوع در ابتدا توسط گالیله گالیله از طریق نظریه وحشت زده ( " طبیعت از خلا " ) توضیح داده شد , که تاریخ آن به ارسطو , و گالیله پس از آن توسط کارگران بعدی , به طور قابل‌توجهی رد شد
نظریه یک سیفون عملی , که در فشار هوای معمولی و ارتفاع لوله عمل می‌کند , کار می‌کند زیرا نیروی گرانش روی ستون بلندتر مایع , فشار را در بالای سیفون کاهش می‌دهد ( فشار هیدرواستاتیک وقتی که مایع در حال حرکت نیست ) . این کاهش فشار در بالا به معنی کاهش گرانش در ستون کوتاه‌تر مایع کافی نیست که مایع ساکن در برابر فشار اتمسفر که آن را به ناحیه کم‌فشار در بالای سیفون فشار می‌دهد , ثابت بماند . بنابراین مایع از ناحیه کم‌فشار مخزن بالایی در بالای سیفون در بالای سیفون در بالای آن , و سپس با کمک جاذبه و یک ستون بلندتر مایع , به ناحیه فشار بالا در خروجی منتقل می‌شود ..
مدل زنجیره‌ای یک مدل کاملا ً دقیق از سیفون است . مدل زنجیره به درک این مساله کمک می‌کند که چگونه یک سیفون می‌تواند باعث ایجاد سیال در سربالایی شود که تنها با نیروی رو به پایین جاذبه , نیرو می‌گیرد . یک سیفون را گاهی اوقات مانند زنجیری که بر روی قرقره اویزان است, با یک انتهای زنجیره روی یک سطح بالاتر از دیگری تصور می‌کند . از آنجا که طول زنجیره در سمت کوتاه‌تر روشن‌تر از طول زنجیره در سمت بلندتر است , زنجیره سنگین‌تر در سمت بلندتر حرکت می‌کند و زنجیره را به سمت سبک‌تر حرکت می‌دهد . همانند یک سیفون , مدل زنجیره‌ای به وضوح با جاذبه بر طرف سنگین‌تر حرکت می‌کند , و به وضوح هیچ گونه نقض حفاظت از انرژی وجود ندارد , زیرا زنجیره در نهایت فقط از a بالاتر به یک مکان پایین‌تر حرکت می‌کند چون مایع در یک سیفون دارد .
حتی اگر پای پایین سبک‌تر از c به d می‌تواند باعث ایجاد مایع بالا و بالا به داخل مخزن پایینی شود, مشکلات متعددی در مدل زنجیره یک سیفون وجود دارد و درک این تفاوت‌ها به تشریح عملکرد واقعی آن کمک می‌کند . ابتدا , برخلاف مدل زنجیره‌ای سیفون , در واقع وزن آن در مقایسه با جنبه کوتاه‌تر آن , وزن آن در ضلع بلندتر نیست . بلکه تفاوت ارتفاع از سطح مخزن به بالای سیفون است که تعادل فشار را تعیین می‌کند . برای مثال , اگر لوله از مخزن بالایی به بالای سیفون , قطر بزرگ‌تر از لوله پایینی داشته باشد , بخش فوقانی آن می‌تواند وزن بیشتری از مایع در آن داشته باشد , و با این حال حجم سبک‌تر مایع در لوله پایین می‌تواند مایع را بالا بکشد و سیفون به طور معمول می‌تواند عمل کند
تفاوت دیگر این است که در اغلب شرایط عملی , گازهای حل‌شده , فشار بخار , و ( گاهی اوقات) فقدان چسبندگی با دیواره‌ای لوله , مقاومت کششی را در داخل مایع بی‌اثر برای بالا کشیدن آن فراهم می‌کنند . بنابراین , بر خلاف یک زنجیره , که استحکام کششی قابل‌توجهی دارد , مایعات معمولا ً استحکام کششی کمی تحت شرایط معمول سیفون دارند و بنابراین مایع در سمت بالا را نمی‌توان به گونه‌ای تنظیم کرد که زنجیره در سمت بالا کشیده شود
یک سو تفاهم اتفاقی در این مورد این است که آن‌ها به استحکام کششی مایع برای بالا بردن مایع و بالا بردن آن تکیه می‌کنند . در حالی که آب پیدا شده‌است تا استحکام کششی قابل‌توجهی در برخی از آزمایش‌ها داشته باشد ( مثلا با لوله z [ ۲۱ ] ) ، و siphons در خلا بر این انسجام تکیه دارند ، siphons مشترک به راحتی می‌تواند نشان داده شود که به هیچ استحکام کششی مایع در تمام توابع نیاز ندارد ، هیچ کمکی از قدرت کشش مایع وجود ندارد ، زیرا مولکول‌ها واقعا ً یکدیگر را دفع می‌کنند تا در برابر فشار مقاومت کنند ، به جای کشیدن روی یکدیگر
سیفون در هوا شروع می‌شود. هنگامی که ستون مایع مجاز به پایین رفتن از C به D است، مایع در مخزن بالایی به B و بالای آن می‌ریزد . هیچ نیروی کششی مایع برای بالا کشیدن مایع لازم نیست .
برای نشان دادن این که یک لوله خمیده بلندتر می‌تواند به کف متصل شود و تقریبا ً تا تاج با مایع به شکل موجود در بدن پر شود و قسمت فوقانی و پایینی را به طور کامل خشک و حاوی تنها هوا نگه دارد . وقتی پلاگ حذف می‌شود و مایع در پایین پایین‌تر مجاز است سقوط کند ، مایع در مخزن بالا به طور معمول حباب هوا را پایین و خارج از لوله جابجا خواهد کرد . سپس دستگاه به عنوان یک سیفون معمولی عمل خواهد کرد . از آنجا که هیچ تماسی بین مایع در دو طرف سیفون در ابتدای این آزمایش وجود ندارد ، هیچ همبستگی بین مولکول‌های مایع برای کشیدن مایع بر روی سطح وجود ندارد . این روش با استفاده از نظریه مقاومت کششی مایع پیشنهاد شده‌است که سیفون در هوا شروع می‌شود اما بعد از اینکه حباب از بین رفت و سیفون به جریان ثابتی می‌رسد ، وضعیت تغییر می‌کند . اما یک اثر مشابه را می‌توان در سیفون در حال پرواز دید ( شکل بالا را ببینید ) . سیفون در حال پرواز به طور مداوم بدون کشش مایع به سمت بالا بردن مایع کار می‌کند .
پرونده : تظاهرات AirLaunchSiphon.ogv برای کشیدن پانچ از میوه‌های گرمسیری با یک لوله پرش - droplet siphon در تظاهرات ویدیویی به مدت بیش از ۲۸ دقیقه به طور پیوسته عمل می‌کرد تا اینکه مخزن بالایی خالی شد . یک نمایش ساده دیگر که مقاومت کششی مایع مورد نیاز است ، این است که به سادگی یک حباب را در لوله siphon در طول عمل وارد کند . این حباب می‌تواند به اندازه کافی بزرگ باشد که مایعات را قبل و بعد از حباب به طور کامل قطع کند و هر گونه استحکام کششی مایع را شکست دهد ، و با این حال اگر حباب بیش از حد بزرگ باشد ، این لوله با تغییر کوچکی به کار خواهد رفت چرا که حباب را از بین می‌برد .
یک تصور غلط دیگر در مورد siphons این است که چون فشار اتمسفر در ورودی و خروجی یک‌سان است ، فشار اتمسفر لغو می‌شود و در نتیجه فشار اتمسفر در حال فشار آوردن مایع به سمت سیفون است . اما اگر یک نیروی intervening وجود داشته باشد که با برخی یا همه نیروها مقابله می‌کند ، نیروهای مخالف و مخالف ممکن است به طور کامل خنثی نباشند . در سیفون ، فشار اتمسفر در ورودی و خروجی توسط نیروی جاذبه هر دو کاهش می‌یابد ، اما فشار در سمت پایین توسط ستون بلندتر مایع در سمت پایین کاهش می‌یابد . در واقع فشار جوی که از طرف پایین می‌آید به طور کامل " آن را به بالا " تبدیل می‌کند تا تمام فشار جوی که طرف بالا را هل می‌دهد را خنثی کند . این اثر را می‌توان به راحتی در مثالی از دو ارابه که در جهت مخالف تپه به جلو رانده می‌شوند ، مشاهده کرد . همانطور که در نمودار نشان‌داده‌شده ، اگر چه شخص سمت چپ به نظر می‌رسد که به طور کامل با فشار برابر و مخالف از طرف راست از طرف فرد لغو شده‌است ، فرد روی the ظاهرا ً لغو شده هنوز منبع نیرویی است که گاری سمت چپ را هل می‌دهد.
در برخی شرایط ، siphons در غیاب فشار اتمسفر و به دلیل مقاومت کششی در خلا فعالیت می‌کنند - و در این شرایط مدل زنجیره می‌تواند آموزنده باشد . علاوه بر این، در دیگر وضعیت‌های حمل و نقل آب به دلیل تنش ، بیشتر در کشش transpirational در بافت چوبی گیاهان آوندی رخ می‌دهد . آب و دیگر مایعات ممکن است به نظر برسد که هیچ استحکام کششی ندارند ، زیرا زمانی که یک مشت بزرگ می‌شود و به عقب کشیده می‌شود ، مایعات باریک می‌شوند و بدون زحمت از هم جدا می‌شوند . اما استحکام کششی مایع در یک سیفون در زمانی امکان پذیر است که مایع به دیواره‌های لوله چسبیده‌است و در نتیجه در برابر باریک شدن مقاومت می‌کند . هر گونه آلودگی بر روی دیواره‌های لوله ، مانند چربی و یا حباب‌های هوا ، و یا دیگر تاثیرات جزیی مانند اغتشاش و ارتعاش می‌تواند باعث شود که مایع از دیوارها جدا شود و تمام قدرت کشش را از دست بدهد .
با توجه به جزییات بیشتر می‌توان نگاهی به این مساله انداخت که چگونه فشار هیدرواستاتیک از طریق یک لوله siphon استاتیک ، با در نظر گرفتن لوله عمودی از مخزن بالا ، لوله عمودی از مخزن پایین ، و لوله افقی که آن‌ها را ( با فرض یک شکل U ) به هم متصل می‌کند ، تغییر می‌کند . در سطح مایع در مخزن بالا ، مایع تحت فشار اتمسفر است و هنگامی که فشار جوی بالا می‌رود ، فشار هیدرواستاتیک ( تحت تغییرات فشار عمودی ) کاهش می‌یابد ( تا زمانی که به ارتفاع حداکثر فشارسنج / siphon فشار وارد شود ) - فشار هیدرواستاتیک در بالای لوله با مقدار متناسب با ارتفاع لوله پایین‌تر از فشار اتمسفر است . انجام یک تحلیل مشابه بر روی لوله که از مخزن پایین‌تر بالا می‌رود فشار را در بالای آن ( عمودی ) به دست می‌دهد ؛ این فشار بیشتر است زیرا لوله طولانی‌تر است ( فشار بیشتر در پایین ) و یا به طور کلی خروجی تخلیه کم‌تر از سطح مخزن بالایی است . با در نظر گرفتن یک لوله افقی که آن‌ها را به هم متصل می‌کند ، یکی می‌بیند که فشار بالای لوله از مخزن بالا بالاتر است ( چون آب کمتری برداشته می‌شود ) ، و از آنجا که مایعات از فشار بالا به فشار پایین حرکت می‌کنند ، جریان مایع از طریق لوله افقی تا حوضچه به پایین جریان می‌یابد . مایع تحت فشار مثبت ( فشرده‌سازی ) در طول لوله است ، نه تنش .
این معادله در ادبیات علمی مورد توجه قرار گرفته‌است که به عنوان تقریبی برای عمل of مورد استفاده قرار می‌گیرد . در سیالات غیر ایده‌آل ، تراکم پذیری ، استحکام کششی و دیگر ویژگی‌های سیال کاری ( یا سیالات چندگانه ) معادله Bernoulli's را پیچیده می‌کند .
زمانی که شروع به کار کردید ، یک سیفون به هیچ انرژی اضافی نیاز ندارد تا مایع را بالا و خارج از مخزن نگه دارد . این siphon مایع را از مخزن جذب خواهد کرد تا زمانی که سطح پایین‌تر از ورودی کاهش پیدا کند و به هوا یا گاز اطراف آن اجازه می‌دهد سیفون را بشکند ، یا تا زمانی که خروجی علاوه بر فشار اتمسفر , چگالی مایع و جاذبه , ارتفاع حداکثر تاج در siphons عملی با فشار بخار مایع محدود می‌شود . هنگامی که فشار درون مایع به پایین فشار بخار liquid's فشار وارد می‌شود, حباب‌های کوچک بخار می‌تواند در نقطه اوج شکل بگیرد و اثر سیفون انتهایی به پایان خواهد رسید . این اثر بستگی به این دارد که چگونه مایع به طور موثر می‌تواند حباب‌ها را تشکیل دهد; در غیاب ناخالصی‌ها و یا سطوح سخت برای عمل کردن به عنوان محل‌های تشکیل هسته آسان برای حباب‌ها , siphons می‌تواند به طور موقت حداکثر ارتفاع استاندارد خود را در طول زمان گسترش دهد که حباب‌ها را به nucleate می‌برد . یک siphon آب degassed به ۲۴ متر برای مدت طولانی و دیگر آزمایش‌ها کنترل‌شده تا ۱۰ متر نشان داده شد . برای آب در فشار اتمسفر استاندارد , ارتفاع siphon maximal حدود ۱۰ متر ( 32 فوت ) است ; برای عطارد ۷۶ سانتی متر ( 30 اینچ ) است که تعریف فشار استاندارد است . این برابر حداکثر ارتفاع یک پمپ مکش است که با همان اصول عمل می‌کند . نسبت ارتفاع ( حدود 13.6 ) برابر با نسبت تراکم آب و جیوه ( در یک دمای معین ) , از آن هنگام است که ستون آب ( آر ای اس پی) . جیوه ) با استفاده از فشار هوا , فشار اتمسفر , و در واقع ارتفاع حداکثر ( صرفنظر از فشار بخار و سرعت سیال ) به طور معکوس متناسب با چگالی مایع است . of برابر با سطح مخزن باشد، هر کدام که باشد
تحقیقات مدرن در زمینه عملیات سیفون در (" سیفون ) ", " مالکوم بالدریج " در شرایط فشار هوا و خلا در خلا , به این نتیجه رسید که : " نیروی گرانشی در ستون مایع کم‌تر از نیروی گرانشی در لوله جذب باعث حرکت مایع می‌شود . بنابراین مایع در کشش است و یک کرنش طولی را حفظ می‌کند که در غیاب عوامل مزاحم برای شکستن ستون مایعات کافی نیست . " اما برای کاهش ارتفاع جذب کوچک در فشار اتمسفر , او نتیجه گرفت که : " … کشش ستون مایع خنثی می‌شود و با اثر فشاری اتمسفر روی انتهای مخالف ستون مایع معکوس می‌شود . سعید
پاتر و بارنز در دانشگاه ادینبرگ آن‌ها نظریه‌های سیفون را بررسی کردند و در زمینه فشار هوا آزمایش کردند . نتیجه‌گیری آن‌ها این بود که " تا حالا باید مشخص شود که با وجود ثروت سنت , مکانیزم اصلی سیفون بستگی به فشار اتمسفر ندارد . سعید
نیروی جاذبه , فشار و چسبندگی ملکولی کانون کار هیوز در دانشگاه فن‌آوری کویینزلند بود . او از فشار هوا در فشار هوا استفاده کرد و نتیجه این بود که : " جریان آب خارج از یک سیفون بستگی به اختلاف ارتفاع بین جریان ورودی و خروجی دارد و بنابراین نمی‌تواند به فشار اتمسفر بستگی داشته باشد . " محققان , محققان , محققان , و محققان , به طور موفقیت آمیزی دی‌اکسیدکربن را تحت فشار هوا قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که چسبندگی مولکولی برای عملیات سیفون مورد نیاز نیست . این افت فشار را در طول لوله سیفون ایجاد می‌کند , به همین دلیل است که مکیدن بر روی کاه باعث کاهش فشار در طول مسیر تا نقطه ورودی می‌شود . فشار اتمسفر محیط در نقطه ورودی , با فشار سیال به بالا , پایداری جریان , درست مانند یک حصیر را به سمت بالا , به فشار کاهش می‌دهد . سعید
( در دانشگاه هاوایی ) بار دیگر سیفون و بست ( در دانشگاه هاوایی ) سیفون را بررسی کردند و نتیجه گرفتند که چسبندگی مولکولی برای جراحی سیفون مورد نیاز نیست بلکه متکی بر جاذبه و فشار است . تیم تحقیقاتی دانشگاه ناتینگهام در دانشگاه ناتینگهام در یک سیفون در خلا بالا برنده شد . آن‌ها چنین نوشته‌اند : " تصور می‌شود که سیفون اساسا ً توسط نیروی فشار جوی رانده می‌شود . یک آزمایش نشان می‌دهد که یک سیفون حتی تحت شرایط خلا هم می‌تواند عمل کند . چسبندگی و جاذبه مولکولی عوامل موثر در عملیات سیفون هستند ; وجود فشار مثبت جوی لازم نیست . که امروزه در فیزیک , جی . دولی محقق در دانشگاه ایالتی هومبولت مک کی , که تحت بررسی قرار گرفته بود. برای این منظور , ابتدا با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌ساز comsol multiphysics پرداخته شده‌است . او به این نتیجه رسید که : " فشار , جاذبه و چسبندگی ملکولی همگی می‌تواند نیروهای پیش‌برنده را در عمل جراحی پلاستیک ایجاد کند . هیوز و هیوز ( در دانشگاه فن‌آوری کویینزلند در دانشگاه فن‌آوری کویینزلند ) یک سیفون آب را تحت فشارهای مختلف هوا از سطح دریا تا ۴ / ۱۰ کیلومتر از سطح دریا عبور دادند . آن‌ها اشاره کردند که : " جریان در طول معراج ثابت می‌ماند که نشان می‌دهد جریان سیفون مستقل از فشار جوی محیطی است " . آن‌ها از معادله برنولی و برای بررسی تفاوت فشار و جریان سیال درون یک سیفون استفاده کردند . نتیجه‌گیری آن‌ها این بود که: " این نتیجه از تجزیه و تحلیل بالا پیروی می‌کند که باید یک اتصال چسبنده مستقیم بین مولکول‌های آب جاری و خارج از سیفون وجود داشته باشد . این در تمام فشارهای جوی صدق می‌کند که در آن فشار در نوک سیفون در بالای فشار بخار آب قرار داردو این یک استثنا در مایعات یونی است
در مورد الزامات عملی یک لوله ساده می‌تواند به عنوان یک سیفون استفاده شود . یک پمپ خارجی باید برای شروع جریان مایع و prime ( در خانه استفاده شود ) معمولا ً توسط شخصی که از طریق لوله تنفس می‌کند انجام می‌شود تا زمانی که به اندازه کافی از مایع تنفس کند ؛ این ممکن است خطر را برای کاربر ایجاد کند ، بسته به مایع که از آن استفاده می‌کند ) . این کار گاهی اوقات با هر لوله تخلیه بدون نشتی به سمت گازوئیل از یک مخزن بنزین vehicle's به یک مخزن خارجی انجام می‌شود . ( siphoning ) با دهان اغلب منجر به بلعیدن اتفاقی بنزین یا کشش آن به ریه‌ها می‌شود که باعث مرگ یا آسیب ریه می‌شود . اگر لوله قبل از این که بخشی از لوله به سطح بالایی برسد ، لوله تخلیه می‌شود و برای نگه داری لوله به هنگام بالا بردن لوله ، هیچ پمپ مورد نیاز نیست . دستگاه‌های siphons اغلب با یک پمپ siphon برای شروع فرآیند siphon به فروش می‌رسند .
در بعضی از برنامه‌ها ، استفاده از لوله siphon لوله برای لوله کردن بسیار بزرگ‌تر از نیاز است . به نظر می‌رسد استفاده از لوله‌کشی با قطر بیش از حد بزرگ و سپس خفه کردن جریان با استفاده از دریچه‌ها یا piping constrictive به نظر می‌رسد که اثرات مربوط به نشت گازها یا بخار را افزایش می‌دهد که برای شکستن خلا بکار می‌رود . اگر خلا بیش از حد کاهش یابد ، اثر siphon نیز می‌تواند از دست برود . کاهش اندازه لوله که به الزامات نزدیک‌تر است به نظر می‌رسد این اثر را کاهش داده و یک siphon کاربردی بیشتر ایجاد می‌کند که نیاز به آماده‌سازی مجدد و راه‌اندازی مجدد ندارد . در این رابطه ، که در آن الزام تطبیق جریان در یک کانتینر با جریان آب است ( برای حفظ یک سطح ثابت در یک استخر که توسط یک جریان تغذیه می‌شود ) ، برای مثال ، استفاده از دو یا سه لوله موازی جداگانه تقسیم می‌شود که به جای تلاش برای استفاده از یک لوله بزرگ و تلاش برای خفه کردن آن ، مورد نیاز است
siphons intermittent siphon اتوماتیک گاهی به عنوان ماشین‌های اتوماتیک بکار گرفته می‌شوند ، در شرایطی که مطلوب است یک جریان trickling پیوسته یا جریان موج نامنظم نامنظم در یک حجم موج بزرگ را تغییر دهد . یک مثال رایج در این مورد یک دستشویی عمومی است که urinals به طور مرتب توسط an خودکار در یک مخزن آب کوچک بالا می‌رود . وقتی که محفظه پر می‌شود ، تمام مایع ذخیره‌شده آزاد می‌شود ، به عنوان یک حجم موج بزرگ ظاهر می‌شود که بعد از آن ریست شده و دوباره پر می‌شود . یک راه برای انجام این اقدام متناوب شامل ماشین‌آلات پیچیده مانند شناور ، زنجیر ، اهرم ، و شیرها است ، اما اینها می‌توانند خورده شوند، فرسوده شوند ، و یا در طول زمان مربا داشته باشند . یک روش جایگزین با لوله‌های سفت و سخت است و تنها با استفاده از آب در یک سیفون به عنوان مکانیزم عمل استفاده می‌شود .
A که در یک دستگاه بدون نظارت اتوماتیک استفاده می‌شود ، باید قادر به عملکرد قابل‌اطمینان بدون شکست باشد . این تفاوت با siphons که از خود شروع می‌کنند متفاوت است که در آن راه‌هایی وجود دارد که سیفون به روش مداخله دستی برای بازگشت به عملیات جریان موج عادی نیاز دارد .
معمول‌ترین شکست برای مایع برای dribble آهسته ، منطبق کردن نرخ پر کردن کانتینر است و سیفون به یک وضعیت ثابت و ثابت وارد می‌شود . جلوگیری از چکه کردن به طور معمول شامل اصول پنوماتیک برای به دام انداختن یک یا چند حباب هوا در لوله‌های مختلف است که توسط تله آب آب‌بندی می‌شوند . این روش اگر به طور متناوب کار کند بدون آب به طور متناوب و بدون آب موجود در بخش‌هایی از مکانیزم عمل می‌کند ، و اگر مکانیزم از حالت خشک شروع شود ، پر نخواهد شد .
مشکل دوم این است که اگر the به علت عدم جریان ورودی انجام نشود ، در طول زمان جیب‌های هوای گرفتار شده کوچک خواهد شد . هوا در جیب توسط مایع جذب می‌شود ، که مایع را به داخل لوله می‌کشد تا اینکه جیب هوا ناپدید شود، و می‌تواند باعث فعال شدن جریان آب در خارج از محدوده نرمال عملیات زمانی که مخزن ذخیره‌سازی پر نیست و منجر به از دست دادن آب‌بندی مایع در بخش‌های پایین‌تر از مکانیزم می‌شود.
مشکل سوم جایی است که انتهای پایینی آب‌بندی مایع به سادگی یک خمیدگی U در لوله خروجی است . در طول تخلیه شدید ، حرکت جنبشی مایع در بیرون کردن مایع می‌تواند بسیار مایع را به جلو هل دهد و باعث از دست رفتن حجم آب‌بندی در دریچه خروجی و از دست دادن حباب هوا به دام افتادن به منظور حفظ عملیات متناوب شود .
مشکل چهارم شامل سوراخ‌های حاصل از این مکانیسم است، که قصد دارد به آرامی این حفره‌های مختلف آب‌بندی را هنگامی که سیفون در حال خشک شدن است ، دوباره پر کند . حفره‌های می‌توانند از طریق آوار و که نیاز به تمیز کردن دستی و مداخله دارند ، بسته شوند . برای جلوگیری از این امر ، سیفون به منابع مایع خالص ، عاری از جامدات یا رسوب محدود می‌شود .
بسیاری از siphons اتوماتیک ، دست‌کم تا دهه ۱۸۵۰ اختراع شده‌اند ، برای مکانیسم‌های siphon خودکار که سعی بر غلبه بر این مشکلات با استفاده از اصول فشار و فشار مختلف دارند
هنگامی که مایعات خاصی نیاز به خالص شدن دارند , کشیدن آب می‌تواند به جلوگیری از انتقال پایین ( ته‌مانده ) یا بالای ( کف و کف ) از یک ظرف به ظرف جدید کمک کند . این حالت در تخمیر شراب و آبجو برای این دلیل مفید است چون می‌تواند ناخالصی‌های ناخواسته را از ظرف جدید نگه دارد .
لوله‌های ساخته‌شده از لوله‌ها یا لوله‌ها را می‌توان برای تخلیه آب از زیرزمین‌ها به زمین استفاده کرد . بین سرداب سیل‌زده و یک مکان عمیق‌تر در بیرون یک اتصال , استفاده از یک لوله یا چند لوله . آن‌ها از طریق شیر ورودی پر می‌شوند ( در بالاترین بخش ساختمان ) . وقتی پایان می‌یابد , آب از درون لوله به داخل آگو یا رودخانه می‌ریزد .
سیفون در سنت جورج در ایالت کویینزلند
آب کردن در مزارع آبی برای انتقال مقدار کنترل‌شده آب از یک گودال , روی دیواره خندق و به داخل شیار متداول است .
مخازن بزرگ ممکن است در آب‌های شهری و صنعت مورد استفاده قرار گیرند . اندازه آن‌ها نیاز به کنترل از طریق دریچه‌های ورودی , خروجی و تاج سیفون دارد . سیفون ممکن است با بستن دهانه آبگیر و پر کردن سیفون در کرست تهیه شود . اگر آبگیرها و خروجی‌ها در آب غوطه‌ور شوند , می‌توان از پمپ خلا برای سیفون استفاده کرد . همچنین سیفون توسط پمپ در دهانه ورودی یا خروجی تنظیم می‌شود . گاز در مایع نگران‌کننده است . گاز در لبه بالا جمع می‌شود و اگر مقدار کافی برای شکستن جریان مایع جمع شود , سیفون کار می‌کند . خود سیفون این مشکل را حادتر خواهد کرد چون مایع از سیفون بالا می‌آید , افت فشار باعث می‌شود گازهای حل‌شده در مایع از محلول خارج شوند . دمای بالاتر آزاد شدن گاز از مایعات را سرعت می‌بخشد بنابراین ثابت نگه داشتن دما پایین کمک می‌کند . هر چه مایع بیشتر در سیفون وجود داشته باشد , گاز بیشتری آزاد می‌شود . نقاط مرتفع محلی گاز را به دام می‌اندازند بنابراین کف ورودی و خروجی باید دارای شیب‌های مداوم بدون نقاط میانی بالا باشند . جریان مایع قل‌قل می‌کند در نتیجه پای ورودی می‌تواند یک شیب کم‌عمق داشته باشد چون جریان حباب‌های گاز را به لبه می‌رساند . در مقابل , پای خروجی باید یک شیب تند داشته باشد تا به حباب‌ها اجازه حرکت در برابر جریان مایع را بدهد ; با این حال طرح‌های دیگری خواستار شیب کم در پای خروجی هستند تا امکان خروج حباب‌ها از سیفون وجود داشته باشد . در قله , گاز می‌تواند در یک محفظه بالای تاج گیر بیفتد . اتاق باید گاهی با مایع برای حذف گاز آماده شود
یک ایستگاه باران‌سنجی سیفون در طول یک دوره طولانی می‌تواند بارندگی را ثبت کند . از یک سیفون برای خالی کردن گیج گیج استفاده می‌شود . معمولا ً آن را " گیج سیفون " می‌نامند و با یک گیج فشار سیفون اشتباه نمی‌شود .
مجرای سرریز یک مجرای سرریز در یک سد معمولا ً از نظر فنی سیفون ندارد زیرا به طور کلی برای تخلیه سطح آب استفاده می‌شود . با این حال , یک مجرای سرریز سیفون به عنوان یک سیفون واقعی عمل می‌کند اگر جریان را بالاتر از سطح مخزن منبع افزایش دهد, که گاهی اوقات مورد استفاده در آبیاری است . در عمل , یک مجرای سرریز سیفون در نظر گرفته می‌شود تا " جریان لوله‌ای " یا " جریان بسته " باشد . جریان مجرای سرریز نرمال با ارتفاع مخزن بالای مجرای سرریز تحت فشار است , در حالی که دبی سیفون توسط اختلاف ارتفاع دهانه ورودی و خروجی کنترل می‌شود . برخی از طرح‌ها از یک سیستم خودکار استفاده می‌کنند که از جریان آب در یک گرداب مارپیچی برای حذف هوای بالای سیفون استفاده می‌کند . این طرح شامل یک سیفون حلزونی است .
توالت سیفون توالت اغلب یک سیفون ( سیفون ) دارد .
برخی از توالت‌ها از اصول سیفون برای به دست آوردن فلاش واقعی از مخزن استفاده می‌کنند . فلاش با یک اهرم یا دسته فعال می‌شود که یک پمپ ساده دیافراگم - مانند پمپ پیستونی که آب را تا لبه سیفون بالا می‌برد تا جریان آب را شروع کند , که سپس محتویات مخزن را به درون کاسه توالت می‌ریزد . فایده این سیستم این بود که غیر از سرخ شدن , هیچ آبی از مخزن نشت نکند . این موارد در بریتانیا اجباری بودند
در ابتدا یک سیفون در مخزن تعبیه شد که به صورت خودکار در یک چرخه منظم تخلیه می‌شد زیرا یک قطره ثابت از آب تمیز توسط یک دریچه باز تغذیه می‌شد.
پمپ سیفون:
پمپ Siphon در حالی که یک siphon ساده نمی‌تواند مایع را در سطحی بالاتر از منبع منبع قرار دهد، یک دستگاه پیچیده‌تر با استفاده از محفظه کنتور هوا در تاج و یک سیستم از شیره‌ای اتوماتیک ، ممکن است مایعی را به طور مداوم ، در سطحی بالاتر از منبع منبع ، بدون اضافه کردن انرژی پمپاژ ، تخلیه کند. این کار می‌تواند این کار را با وجود آنچه در ابتدا به عنوان نقض حفاظت از انرژی به نظر می‌رسد انجام دهد زیرا می‌تواند از انرژی حجم زیادی از مایع که کمی فاصله دارد استفاده کند ، تا حجم کمی از مایع بالای مخزن منبع را بالا و تخلیه کند. بنابراین ممکن است گفته شود که " نیاز به مقدار زیادی از مایع در حال سقوط برای توزیع مقدار کمی وجود دارد . چنین سیستمی معمولا ً در دوره‌ای یا آغاز / آغاز ، اما مداوم و self عمل می‌کند . این پمپ‌های devices siphon هستند که از siphons به عنوان منبع قدرت خود استفاده می‌کنند .
سیفون معکوس :
سیفون معکوس یک سیفون نیست , بلکه یک اصطلاح برای لوله‌هایی است که باید زیر یک مانع قرار گیرند تا مسیر جریان u شکل u شکل بگیرد .
برای انتقال آب در کانال‌ها و یا فلوم ها در دره‌ها , برای آبیاری یا استخراج طلا استفاده می‌شود . رومیان از صدها لوله سربی برای عبور از دره‌ها استفاده می‌کردند که برای ساخت یک آبراهه بسیار بزرگ بود تله وارونه معمولا ً تله برای عملکرد خود در جلوگیری از خروج گازهای فاضلاب بد بو از خارج از زهکش نامیده می‌شود و گاهی اوقات اشیا متراکم مانند حلقه‌ها و اجزای الکترونیکی قابل بازیابی بعد از افتادن به داخل زهکش می‌شوند . مایع در یک انتها به سادگی مایع را بالا و پایین می‌برد , اما جامدات مانند شن تجمع خواهند کرد . این امر به‌ویژه در سیستم‌های فاضلاب یا آبگذرها اهمیت دارد که باید در زیر رودخانه‌ها و یا سایر موانعی که عبارت بهتر " فاضلاب افسرده " است , روندیابی شوند . کمردرد یکی از جمله لوله‌کشی است که به برگشت جریان آب معمولی در سیستم لوله‌کشی به دلیل کاهش شدید یا منفی فشار بر طرف تامین آب , مانند تقاضای بالا بر تامین آب توسط آتش‌نشانی , اعمال می‌شود . این پدیده نادر است زیرا به ورودی‌های زیر خروجی در خروجی ( خانه ) بستگی دارد و اینها غیر معمول هستند . برگشتی با برگشت اشتباه نمی‌شود ; که جریان معکوس آب از خروجی به انتهای منبع است که ناشی از فشار در انتهای خروجی است
کده‌ای ساختمان Anti siphon often اغلب حاوی بخش‌های ویژه‌ای در پشت siphonage و به خصوص برای شیره‌ای خارجی هستند ( به نقل از قانون ساختمان نمونه ، زیر مراجعه کنید ) . وسایل پیش‌گیری backflow مانند شیره‌ای در چنین طرح‌هایی مورد نیاز هستند . دلیل آن این است که شیره‌ای خارجی ممکن است به شلنگ‌ها متصل شوند که ممکن است در یک بدنه خارجی آب ، مانند استخر باغ ، استخر شنا ، آکواریوم و یا ماشین شستشو غوطه‌ور شوند . در این شرایط ، جریان در واقع یک سیفون نیست اما با توجه به کاهش فشار بر طرف تامین آب مکش می‌شود . در صورتی که فشار درون سیستم تامین آب کاهش یابد ، آب خارجی ممکن است با فشار عقب به سیستم آب آشامیدنی از طریق شیر آب بازگردد . یک نقطه آلودگی احتمالی دیگر ، جذب آب در مخزن دستشویی است . یک شیر ضد siphon نیز در اینجا برای جلوگیری از افت فشار در خط تامین آب از مخزن فاضلاب استفاده می‌شود ( که ممکن است حاوی افزودنی‌های شیمیایی مانند " آبی‌رنگ دستشویی ") و آلوده کردن سیستم آب باشد. شیره‌ای Anti - به عنوان یک سوپاپ کنترل یک جهت عمل می‌کنند .
شیره‌ای Anti - نیز از نظر پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند . مایع مغزی یا مایع اضافی در مغز ، ممکن است با لوله‌ای که مایع مغزی - نخاعی را از مغز جدا می‌کند ، درمان شود . همه shunts یک شیر دارند تا فشار بیش از حد در مغز را کاهش دهند . شنت می‌تواند به حفره شکمی بینجامد به طوری که خروجی شنت به طور قابل‌توجهی پایین‌تر از ورودی شنت در زمانی که بیمار ایستاده باشد کم‌تر است . بنابراین یک اثر siphon ممکن است رخ دهد و به جای آن که به سادگی فشار اضافی را کاهش دهد ، شنت می‌تواند به عنوان a عمل کند که مایع مغزی - نخاعی را از مغز تخلیه می‌کند . سوپاپ در شنت می‌تواند برای جلوگیری از این اقدام siphon طراحی شود تا فشار منفی بر تخلیه شنت منجر به زه‌کشی اضافی نشود . تنها فشار مثبت اضافی از درون مغز باید منجر به زه‌کشی شود این شیر - در shunts پزشکی مانع جریان آب به جلو مایع می‌شود . در سیستم‌های لوله‌کشی ، شیر - siphon از برگشت جلوگیری می‌کند .
قوانین کد ساختمان نمونه مربوط به " siphonage برگشتی " از استان کانادا انتاریو :
. برگشت به هر سیستم آب آشامیدنی که یک ثابت یا مخزنی را تامین می‌کند که تحت فشار اتمسفر در معرض فشار قرار ندارد باید در مقابل برگشت فنری از طریق یک preventer برگشت محافظت شود .
در جایی که یک منبع آب قابل‌شرب به یک دیگ بخار، تانک ، جلیقه خنک ، سیستم چمن یا وسایل دیگر متصل است که در آن یک مایع non ممکن است تحت فشار قرار گیرد که بالاتر از اتمسفر است یا خروجی آب ممکن است در سیال غیر مجاز زیر آب قرار گیرد ، تامین آب باید در برابر برگشت از طریق یک preventer برگشت محافظت شود .
در جایی که یک شلنگ آتش‌نشانی در خارج از یک ساختمان نصب می‌شود ، داخل یک گاراژ ، یا در جایی که یک خطر قابل‌شناسایی آلودگی وجود دارد ، سیستم آب قابل‌شرب باید در برابر برگشت از طریق یک preventer برگشت محافظت شود .
دیگر دستگاه‌های ضد آب کشی همراه با شیره‌ای ضد سیفون , دستگاه‌های ضد آب کشی هم وجود دارند . این دو مورد در برنامه کاربردی نیستند . که می‌توان از آن برای حذف سوخت از مخازن استفاده کرد . با افزایش قیمت سوخت , در چندین کشور با افزایش دزدی سوخت ارتباط داشته‌است . کامیون‌ها , با مخزن‌های سوخت بزرگ , بسیار آسیب‌پذیر هستند . دستگاه ضد سیفون از ورود دزدان به داخل مخزن سوخت جلوگیری می‌کند .
فشارسنج سیفون عبارت است از : گاهی اوقات برای ساده‌ترین اندازه‌گیری جیوه به کار می‌رود . یک لوله u شکل پیوسته از همان قطر در یک انتها بسته و با جیوه پر شده‌است . هنگامی که در حالت ایستاده قرار می‌گیرند , u, موقعیت , عطارد از انتهای بسته دور خواهد شد , تا زمانی که فشار اتمسفر در انتهای دیگر متعادل شود . اصطلاح سیفون از این باور نشات می‌گیرد که فشار هوا در جراحی سیفون وجود دارد . تفاوت در ارتفاع سیال بین دو بازوی لوله u شکل برابر با حداکثر ارتفاع متوسط سیفون است . زمانی که برای اندازه‌گیری فشار به غیر از فشار اتمسفری مورد استفاده قرار می‌گیرد, یک فشارسنج از سیفون برای این کار استفاده می‌شود . صفحات سیفون هنوز به عنوان ابزارهای دقیق تولید می‌شوند .
تشریح اصطلاح سیفون :
تشریح اصطلاح " سیفون " برای تعدادی از سازه‌ها در آناتومی بدن انسان و حیوان استفاده می‌شود , یا به این دلیل که مایعات در حال جریان هستند و یا به این دلیل که سازه شبیه سیفون است , اما در آن هیچ اثر سیفون وجود ندارد .
اگر مکانیسم سیفون در گردش خون نقش داشته باشد , بحثی وجود دارد . با این حال , در " حلقه بسته " این جریان تنزیل شده بود. " در مقابل , در سیستم‌های " بسته " , مانند گردش , جاذبه مانع جریان سربالایی نمی‌شود , زیرا جاذبه به همان اندازه روی مسیرهای صعودی و نزولی مدار اعمال می‌شود " , اما برای " دلایل تاریخی " از این اصطلاح استفاده می‌شود . یک فرضیه وجود دارد که سیفون در گردش زرافه وجود دارد . اما تحقیقات بیشتر در این زمینه نشان داده‌است که " هیچ شیب هیدرو استاتیک وجود ندارد و از آنجا که " سقوط سیال به بازوی صعودی کمکی نمی‌کند , سیفون وجود ندارد . فشار سرخرگی بالا که برای بالا بردن خون از قلب به مغز کافی است , از این مفهوم حمایت می‌کند . با این حال , مقاله‌ای که در این مقاله نوشته شده‌است , بیشتر بر روی فرضیه تاکید می‌کند :
اصل سیفون , مختص گونه نیست و باید یک اصل اساسی در سیستم‌های گردش خون بسته باشد . بنابراین , بحث پیرامون نقش اصل سیفون را می‌توان با رویکردی تطبیقی برطرف کرد . تجزیه و تحلیل فشار خون بر روی انواع حیوانات سالم و طویل که ارتباط فیلوژنتیک را در نظر می‌گیرند , مهم خواهند بود . علاوه بر مطالعات آزمایشگاهی که همزمان با اندازه‌گیری فشار خون شریانی و وریدی همراه با جریان خون مغزی تحت تنش‌های گرانشی ( موقعیت‌های سر مختلف ) انجام می‌شود , در نهایت این پدیده را حل می‌کند .
معنی کلمه سیفون در دانشنامه آکسفرد :
دیکشنری آکسفورد آکسفورد یک فرهنگ لغت انگلیسی آکسفورد است که در آمریکا منتشر شده‌است . استفن هیوز از دانشگاه فن‌آوری کوئینزلند این مقاله را در مقاله‌ای با عنوان " ای. ای . در میان دانشمندان بحث پیوسته‌ای وجود دارد که دیدگاه آن‌ها درست است . … انتظار می‌رود که این بحث‌ها در یک مدخل کاملا ً به روز شده برای سیفون در اواخر سال جاری بازتاب شود . خانم هیوز از دید خود از سیفون در یک پست اواخر سپتامبر در وبلاگ آکسفورد دفاع کرد . تعریف زیر به صورت زیر است :
یک لوله برای انتقال مایعات به سمت بالا از مخزن و سپس به سطح پایین‌تر از میل خود استفاده می‌شود . وقتی مایع به داخل لوله تزریق شد , معمولا ً با مکش یا غوطه‌وری , جریان بدون کمک ادامه می‌یابد .
دائره‌المعارف بریتانیکا در حال حاضر یک سیفون به عنوان :
سیفون که معمولا ً به شکل لوله خم شده تا دو پایه طول نابرابر را تشکیل دهد , برای انتقال مایع بر لبه یک کشتی و رساندن آن به سطح پایین‌تر . ممکن است از هر اندازه باشد . این عمل به تاثیر جاذبه ( نه به اندازه‌ای که گاهی فکر می‌کند, بر روی اختلاف فشار اتمسفر ) بستگی دارد ; یک سیفون در خلا کار می‌کند و بر روی نیروهای چسبندگی است که از شکستن ستون‌های مایع در پاهای سیفون در زیر وزن خود جلوگیری می‌کنند . در سطح دریا , آب می‌تواند کمی بیش از ۴۰۰ متر مکعب از سیفون برداشته شود . در مهندسی عمران , خطوط لوله برای حمل فاضلاب یا فاضلاب‌های سطحی تحت جریان , کاهش بزرگراه یا حفره‌های دیگر در زمین استفاده می‌شوند . در یک سیفون معکوس , مایع کاملا ً لوله و جریان زیر فشار را پر می‌کند , برخلاف جریان ثقلی کانال باز که در اغلب فاضلاب‌های بهداشتی یا طوفانی اتفاق می‌افتد.
