Как работает сифон: принцип его работы, для чего он нужен? Из чего состоит сифон для ванной и другие модели?

принцип его работы, для чего он нужен? Из чего состоит сифон для ванной и другие модели?

Сифон является важным элементом сливной арматуры и абсолютно незаменим при монтаже моек, ванн и душевых кабин. Прибор характеризуется простотой конструкции, невысокой стоимостью и широкой потребительской доступностью.

Особенности и предназначение

Сифон представляет собой самостоятельный канализационный фитинг, предназначенный для соединения сантехнических приборов с системой канализационных коммуникаций. Помимо сантехники, сифоны устанавливают на сливы стиральных и посудомоечных машин, предотвращая тем самым попадание в общую сеть грязных отложений. Располагаясь между сливным отверстием домашних приборов и канализационной трубой, сифон выполняет несколько важных функций. Он не даёт распространяться неприятному запаху из канализационных коммуникаций, что обусловлено присутствием в нём водной пробки, или гидрозатвора. Вторая, не менее значимая функция сифонов заключается в недопущении попадания в канализационную магистраль пищевых остатков и кухонного мусора, случайно оказавшихся в раковине и смытых водой.

Таким образом, сифоны выступают в роли своеобразных двусторонних фильтров, обеспечивающих относительную чистоту канализационных сетей и оберегающих жилище от вредоносных запахов. Сифоны имеют довольно простую конструкцию и состоят из корпуса, входных и выходных раструбов, резиновых прокладок, защитной сетки для фильтрации, двух отводных труб, соединительного винта и уплотнителей. Некоторые модели дополнительно оснащены системой перелива, предотвращающей сантехнический прибор от переполнения и выплёскивания жидкости через край, а также дополнительными отводами, позволяющими выполнить одновременное подключение сразу нескольких приборов, например, раковины, стиральной машины и ванны.

Принцип работы сантехнического сифона очень прост и основан на простых законах физики.

• В нижней либо средней части прибора постоянно скапливается вода, которая не уходит и поддерживает в приборе постоянное давление. Благодаря этому неприятные запахи блокируются и не поднимаются в помещение.
• Кухонный мусор попадает в сифон, осаждается на дно той части прибора, в которой находится водная пробка и находится там вплоть до очистки сифона. Жидкие же стоки беспрепятственно проходят через этот отсек и сливаются через выходной патрубок в общую канализационную систему.

Классификация сифонов производится по нескольким признакам, главным из которых является тип конструкции. По данному критерию различают три вида приборов, подробное описание которых представлено ниже.

Бутылочные сифоны

Представляют самую многочисленную группу устройств и являются наиболее распространёнными и удобными. Фитинги имеют простое устройство и монтируются без приглашения специалиста. Конструкция сифона состоит из цилиндрического корпуса, к нижней части которого при помощи резьбового соединения прикручивается округлая колба-стакан. Внутри корпуса расположена короткая труба, по которой загрязнённая вода из мойки или раковины поступает в колбу. В верхней его части находится выходящий раструб, соединённый резьбовым соединением с отводящим патрубком, который, в свою очередь, соединяется с канализационной трубой.

Схема работы бутылочной модели выглядит так: грязная вода через сливное отверстие раковины попадает в корпус сифона, оттуда через верхнее отверстие уходит в патрубок, по нему – в систему канализации. Твёрдый мусор при этом оседает на дно колбы-стакана и в общую систему стока не попадает. Именно в колбе происходит накопление воды и формирование гидрозатвора, не пропускающего канализационные запахи в помещение.

Для того чтобы удалить отходы из сифона, следует открутить колбу и вытряхнуть скопившийся там мусор. Также желательно очистить полость между корпусом и короткой трубкой, оно также иногда забивается жировыми отложениями и не позволяет воде подниматься к верхнему сливному отверстию.

По окончании очистки колбу прикручивают на место, включают воду и проверяют герметичность соединения. Мероприятие по очистке бутылочного сифона не требует наличия никаких слесарных инструментов и выполняются исключительно вручную. Роль уплотнителя резьбовых соединений бутылочных сифонов выполняет муфта, что позволяет обходиться без использования прокладок и других материалов, необходимых для формирования плотного соединения. Благодаря этому справиться с прочисткой такой модели под силу даже домохозяйкам.

Гофрированные сифоны

До недавних пор считались самыми популярными и широко использовались при подключении раковин и умывальников. Прибор представлен в виде гофрированной изогнутой трубы, изготовленной из мягких материалов и способной легко изменять свою форму. В разрезе прибор представляет собой полую конструкцию зигзагообразной формы, имеющую на своих концах резьбовые соединения, при помощи которых производится его подключение к сантехнике и канализационной трубе. Процесс установки сифона несложен и заключается в последовательном выполнении нескольких действий.

Сначала к сливу раковины присоединяют узел для отвода воды, используя для этого прокладки, входящие в комплектацию сифона. Нижний конец гофрированного фитинга фиксируют в тройнике, который уходит в канализационную трубу, а верхний – соединяют со сливным патрубком, выходящим из раковины. Далее сифону придают нужный изгиб, который обеспечивал бы образование водяной пробки – гидрозатвора.

Изгиб рекомендуется делать более крутым, в противном случае нужное давление создать не удастся, а канализационные запахи будут проникать в помещение.

Трубные сифоны

Представляют собой S- или U-образную изогнутую трубу и отличаются компактными размерами. Конструкция фитинга включает в себя верхнюю часть, закрепляемую к ванне (раковине) с помощью специального болта, среднюю рабочую часть изогнутой формы и нижнюю – предназначенную для соединения сифона с трубой канализации. Сборку и установку приборов выполняют при помощи зажимных гаек и уплотнительных колец. Фитинги такого типа не рекомендованы к установке в кухонные помещения, что обусловлено их склонностью быстро накапливать жировые отложения в неподвижном колене. Разборка и прочистка трубных моделей представляют собой трудозатратный и долгий процесс, из-за чего их чаще используют для ванных комнат.

Плоские сифоны

Предназначены для установки под ванны и душевые кабины и характеризуются простотой конструкции и миниатюрными размерами. Состоят такие приборы из плоского корпуса, на верхней стороне которого размещены входящее и выходящее отверстия. Одно из них соединяется со шлангом, идущим от сливного отверстия ванны, а второе – с патрубком, присоединённым к канализационной трубе. Небольшой высоты плоского сифона вполне хватает для создания эффекта гидрозатвора, а вот для накопления пищевых отходов и твёрдого мусора он категорически не предназначен. Поэтому устанавливать плоские модели на кухню не рекомендуется.

Следующим признаком, по которому классифицируются сифоны, является способ закрывания клапана. По данному критерию выделяют ручные и автоматические модели. У первых клапан закреплён на цепочке, а закрытие/открытие сливного отверстия производится вручную. Сифоны с автоматическим клапаном оснащены системой, которая устроена и работает следующим образом: донный клапан, расположенный в сливном отверстии, соединён рядом подвижных стержней с рычагом управления, размещённым на водопроводном кране. При нажатии на рычаг клапан открывается и вода беспрепятственно уходит в сифон и далее – в систему канализации. Более дорогостоящие модели идут в комплекте с донным клапаном «клик-клак» и оснащены системой перелива.

Критерии выбора

Прежде чем приступить к приобретению сифона, необходимо определиться с типом конструкции. Так, если модель выбирается для кухонной мойки, то лучше остановить свой выбор на приборе бутылочного типа, имеющем диаметр отводного отрезка трубы не менее 40 мм. Данное требование обусловлено тем, что через кухонный сифон проходят большие объёмы воды с высоким содержанием жира и остатков пищи. Это вызывает быстрое засорение прибора и требует частых чисток. Поэтому чем больше будет его внутренний диаметр, тем реже придётся его раскручивать и прочищать.

Если сифон выбирается для ванны на коротких ножках или душевой кабины, то лучше приобрести прямую плоскую модель. Такой прибор прекрасно впишется в узкое пространство и, несмотря на свои небольшие габариты, создаст нужный гидрозатвор.

Следующим критерием выбора является материал изготовления сифона. Самым практичным и надёжным вариантом являются модели из пластика. Они, как правило, укомплектованы необходимым набором прокладок и уплотнителей, имеют простое строение и монтируются без использования сантехнических инструментов. Более того, многие пластиковые образцы снабжены добавочными патрубками, позволяющими подключить к сифону сразу несколько сантехнических или бытовых приборов. Но несмотря на высокие эксплуатационные характеристики и долгий срок службы, пластиковые образцы выглядят простовато и часто могут не вписаться в современный дизайн кухни или ванной комнаты.

В этом случае на помощь придут эффектные модели из нержавеющей стали, имеющие красивое хромовое покрытие и лаконичные формы. Монтируются такие сифоны немного сложнее пластиковых, однако, выглядят куда более стильно и благородно. Не менее привлекательно смотрятся и модели из латуни. Они также часто идут в никелированном исполнении и отличаются долгим сроком службы. Плюсом металлических моделей является абсолютно гладкая внутренняя поверхность, не задерживающая на себе жировые отложения и мелкий мусор.

Грамотный выбор, правильная установка и своевременное обслуживание сифона обеспечат долгую и безаварийную работу сантехнических приборов и всей канализационной системы.

О том, как работает сифон, смотрите в следующем видео.

Как работает сифон для взбивания?

Как работает сифон для взбивания?

Сифоны для взбивания или как их еще называют, кулинарные сифоны полезны, не только для создания взбитых сливок. Их также применяют для приготовления газированных веществ, маринования, работы с пенами, ароматизированными и контрастирующими текстурами.

Вне зависимости от избранного метода использования сифона, есть ряд базисных вещей, которые должен знать каждый человек использующий сифон.

Для создания давления в камере кулинарного сифона используются баллончики газа. Углекислый газ лучше всего использовать только для газирования жидкостей. Оксид азота используется при пенообразовании, мариновании, наполнении. 

Сифоны для взбивания, были разработаны для газирования крема с высоким содержанием жира.

Оксид азота растворяется в жире гораздо лучше, чем в воде, поэтому жидкости с высоким содержанием жира, в сифоне лучше вспениваются, нежели жидкости с низким содержанием жира. Однако, любая достаточно плотная жидкость, способна удерживать пузырьки газа. Поэтому добавление крахмала, желатина, яйца или агара в жидкость, придаст достаточного уплотнения для вспенивания.

Каждый баллончик вмещает в себя 8 г газа, и может быть использован только один раз. Использование двух баллончиков, как правило, достаточно для зарядки кулинарного сифона, вместительностью 1 л. Используйте около 2% газа или 8 г газа для каждых 400 мл жидкости. Больше использовать газа следует, если жидкость с низким содержанием жира.

Если уплотнение на вашем сифоне не исправно, газ будет выходить и вместе с ним жидкость, будет просачиваться. Когда вы заряжаете кулинарный сифон, важно прислушиваться. Вы должны услышать газ, который заполняет камеру, а после тишину. Если же издается шипящий звук, знайте, ваш сифон не исправен, и требует замены уплотнителя.

В такой момент следует снять баллончик, аккуратно открыть сифон, стравив газ. Прочистить соединения и уплотнителя, и найти причину неисправности. Возможно, резиновые элементы неправильно установлены.

Все эти части работают совместно. На диаграмме ниже мы подробно расскажем о каждой части и ее роли.  Сифоны для взбивания имеют несколько применений, но мы выбрали пенообразования для целей этой диаграммы.

A. Резиновая прокладка удерживает в камере газ, и предотвращает утечки. Убедитесь, что она неповреждённая и плотно облегает вдоль верхней части крышки.

B. «Пустая» часть сифона заполнена газом, который давит на жидкость, и выталкивает его через клапаны.

С. Камера сифона. Которая оснащена штифтом, который пробивает баллон и создает односторонний канал.  Газ проникает в камеру сифона по этому каналу, создает давление и растворяется в жидкости. Встряхивание сифона имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы газ равномерно распределялся.

D. Во время использования сифона, его нужно перевернуть дном вверх, для того что бы помочь газу вытеснять жидкость с камеры сифона.

E. Наконечник направляет поток жидкости, в необходимое нам место.

F. Падение давления газа, при нажатии сифонного курка, обеспечивается благодаря выходу газированной жидкости.

G. Клапан, степень открытия которого, регулирует скорость подачи жидкости.

H. Баллончик для заправки. Который вы вводите, аккуратно закручивая дополнительной насадкой.

P.S. Если статья про сифон для вспенивания, была вам полезна, ставьте лайк, так вы выскажите свою благодарность автору статьи (автор статьи Алексей Тертий:ВК и FB)

конструкция, назначение, нюансы монтажа своими руками

Один из важнейших элементов систем домашних водопроводов – сифон для мойки. Он не только выводит использованную воду, исключая риски затопления, но и защищает жильцов от вредоносных запахов канализации, препятствуя их распространению в помещении.

Чтобы приспособление хорошо справлялось со своими непосредственными задачами, нужно выбрать максимально подходящую по всем параметрам модель, взвесив плюсы и минусы представленных вариаций.

Содержание статьи:

Строение и принцип работы устройств

Сифоны, независимо от их разновидности, имеют примерно одинаковую конструкцию и аналогичный принцип работы. Они представляют собой металлическую или пластиковую трубу либо систему труб, в состав которой входят патрубки и резервуар.

С одной стороны устройства соединяются со сливным проемом в раковине, с другой – подключаются к канализационной системе. Использованная вода стекает в сифон, затем проходит по трубе и попадает в общий стояк канализации.

От засорения систему защищает сетка-фильтр, расположенная на отверстии мойки. Слегка изогнутая форма придается сифону неспроста: в месте изгиба задерживается определенный объем жидкости, образуя так называемый гидрозатвор. Именно он не дает неприятным запахам пробраться из канализационного стока вовнутрь.

Желательно чтобы соединительный винт для сифона был выполнен из нержавеющей стали. Обычный металл с покрытием слишком быстро ржавеет в процессе эксплуатации

В стандартный комплект оборудования входят следующие элементы:

• металлическая решетка на слив — оптимальный диаметр ячеек не более 10 мм;
• входной/выпускной патрубок;
• соединительный винт диаметром до 8 мм;
• корпус;
• накидные гайки;
• канализационные отводы;
• уплотнительные кольца для герметизации стыков.

Если сифон оснащен функцией перелива, то в комплектацию включают дополнительный патрубок, который крепится к переливному отверстию в мойке.

Гидрозатвор в сифоне становится надежной преградой, пресекающей попытки проникновения в комнату запахов из канализации

В некоторых моделях предусмотрены специальные боковые штуцеры для подключения шлангов бытовой техники (стиральные, посудомоечные машины). Изделия для раковин с двумя чашами снабжаются дублированным отводом.

Из каких материалов изготавливают приборы

При производстве сифонов применяют различные материалы. Каждому из них свойственны свои преимущества и недостатки. Выбирая подходящее устройство, важно убедиться в том, что материал, из которого оно сделано, довольно прочный, стойкий к коррозии и окислению. От этих характеристик зависит срок его службы.

Доступные изделия из пластика

Пластиковые сифоны – наиболее дешевые и распространенные устройства с простой конструкцией и незначительным количеством соединений.

Приборы производят из ПВХ, полиэтилена, полипропилена. Последний вариант предпочтительнее, так как он дольше служит, обладает лучшей прочностью и меньшей чувствительностью к высоким температурам.

В ассортименте изделий из ПВХ присутствуют усовершенствованные разветвленные модели, предназначенные для двухсекционных моек и рядом стоящих раковин

Благодаря гладкой и ровной внутренней поверхности на стенках не откладываются примеси, содержащиеся в воде. Некоторые производители наносят на полость антибактериальные покрытия, предотвращающие сильное оседание грязи и жира.

Изделия из пластика очень пластичны. Большинство из них оборудуется отводами из гнущейся гофры, быстро принимающей необходимую для монтажа форму.

Долговечные устройства из металла

При изготовлении металлических изделий используют латунь, бронзу, медь, хромированное покрытие. Они выделяются стильным дизайном, который отлично дополняет элитные интерьеры.

Высокотехнологичные бронзовые изделия выглядят эффектно и стильно, однако для кухни они не совсем практичны. Их чаще выбирают для санузлов

Нужно учитывать, что трубы из металлов требуют четкой подгонки размеров при установке, их сложно укоротить, а поддержка первоначального внешнего вида отнимает немало времени и сил.

Такие устройства более уместны в ванных комнатах, где они будут находиться на виду, выполняя декоративную функцию.

Разновидности сантехнических изделий

Существует несколько типов сифонов, применяемых для установки на раковину. Какой из них лучше выбрать зависит от бюджета, нюансов расположения мойки по отношению к канализационному выходу, требований к функциональной части.

Простые гофрированные конструкции

Самый элементарный тип прибора – складчатая гофрированная трубка из пластика, размещенная на подвижной каркасной основе. Для получения водяного затвора такой сифон изгибается в нужном направлении, а область сгиба фиксируется пластиковыми хомутами.

Гофрированные шланги практичны и удобны для нестандартных раковин с минимальным пространством под установку. У выпуска располагается только один соединительный узел, что уменьшает риски протечек

Благодаря тому, что мягкая труба легко меняет положение и форму, ее можно смонтировать где угодно. Гофра проста в сборке и отличается бюджетной ценой.

Ее основной недостаток — цельная конструкция, не предусматривающая отдельных сборных элементов. Это затрудняет процесс прочистки изделия, склонного к скапливанию жировых отложений. В случаях сильных загрязнений обойтись обычным тубусом не получится: придется изрядно повозиться, выделив время на полную разборку системы.

Выбирая гофрированный сифон, следует учесть, что он не приспособлен к работе в холодных помещениях, например, в летней кухне, которая не отапливается зимой. Кроме того, изделие начинает быстро деформироваться от частых сливов кипятка в раковину.

Удобные приборы бутылочного типа

Бутылочные или колбовые приспособления — разновидность сифонов для мойки, отличающихся жесткой конструкцией. В их нижней части оборудуется вертикальный сосуд с выводной трубой внутри, внешне похожий на бутылку.

В нем постоянно находится жидкость, обеспечивающая функции .

Все бытовые отходы, частицы грязи, мусора и жира собираются в патрубке колбы. Для того чтобы удалить их, не требуется полный демонтаж устройства: достаточно просто отсоединить патрубок, раскрутив гайки, и тщательно промыть детали

По сравнению с гофрой приборы значительно сложнее в установке и разборке, но их гораздо легче чистить от накопившихся засоров. К ним можно подключать дополнительное оборудование посредством разветвителей и фитингов.

Полезная особенность строения некоторых моделей бутылочного сифона – , благодаря которому контролируется уровень жидкости и предотвращается переполнение мойки.

К бутылочным также относятся компактные плоские сифоны, идеальные для установки в любом труднодоступном месте.

Надежные трубные варианты

Сантехническое оборудование трубообразного типа – разборные и неразборные модели, изготовленные в виде жесткой изогнутой трубы.

Разборная конструкция состоит из отрезков труб, соединенных в определенном порядке. Она требует максимально точного сопоставления выходного проема раковины и сливного канализационного отверстия. Функции гидрозатвора возлагаются на изогнутый участок устройства, в котором собирается вода.

Гидрозатвор в приборе расположен на небольшой глубине. Если редко пользоваться водопроводом, из него испаряется жидкость, провоцируя появление неприятных канализационных запахов

Трубные сифоны могут дополнительно укомплектовываться устройствами для перелива и раструбами, что позволяет выполнять монтаж на двойных кухонных мойках. Главное достоинство изделий – повышенная прочность. В то же время они неподвижные и довольно громоздкие, а это сужает возможности установки в ограниченном пространстве.

Частицы мусора в трубных сифонах опускаются в нижнюю точку конструкции. Обычно процедура чистки сопровождается характерными трудностями, не считая усовершенствованных моделей с легкосъемным коленом.

Инструкции по установке своими руками

Подключение сифона к мойке – относительно простая задача. Справиться с ней без помощи мастера-сантехника наверняка сможет каждый желающий. Однако подойти к этому делу следует ответственно, так как халатное отношение приводит к ряду негативных последствий — протечки под раковиной, зловония и т. д.

Демонтаж старого устройства

Планируя замену сифона, нужно осторожно демонтировать прибор, отслуживший свое, прежде чем приступить к . Придерживая его снизу, необходимо отверткой открутить винт, расположенный по центру решетки слива. Затем останется отключить патрубок от канализационной трубы.

В сифоне всегда есть какое-то количество жидкости, поэтому, затеяв разборку, желательно подставить под раковину таз или ведро для улавливания остатков отработанной воды

В процессе демонтажа у многих возникают сложности с отсоединением винта. Со временем он часто намертво прикипает к гайке. Проблема решается путем снятия нижней части оборудования и прокручиванием патрубка. В запущенных случаях придется воспользоваться мощными химическими растворителями.

К дальнейшей работе необходимо подготовить канализационный раструб, хорошо прочистив его внутреннюю поверхность. При этом важно соблюдать меры безопасности, надев латексные перчатки и респиратор-лепесток.

Если труба чугунная, может понадобиться небольшой молоток и стамеска. После прочистки лучше прикрыть отверстие раструба на время установочных процедур увлажненной тряпкой или, подходящей по габаритам, пробкой.

Особенности сборки и монтажа

Перед началом установки рекомендуется подробно ознакомиться с инструкцией приобретенного изделия, проверить наличие и убедиться в целостности всех комплектующих элементов. На них не должно быть никаких трещин, сколов, повреждений.

Также нужно приготовить набор инструментов (отвертку, силиконовый герметик, нож, фонарик) и насухо протереть установочные поверхности. Процесс состоит из двух основных этапов – сборки и установки устройства.

Отдельные детали сифона имеет смысл заранее разложить в порядке последующего соединения. Это помогает правильно и быстро ориентироваться при монтаже

Действия выполняются в следующем порядке:

1. В сливной проем раковины устанавливается защитная металлическая решетка и накладывается плоский уплотнитель. При недостаточной глубине отверстия вместо прокладки можно использовать небольшое количество герметика.
2. На верхний бортик выпускного патрубка вставляется толстая резиновая манжета, иногда она вклеивается еще на этапе производства, после чего его прижимают к сливу снизу.
3. В отверстие сетки наживляется длинный винт. Его надежно фиксируют так, чтобы не прокручивался фланец с установленной прокладкой. Если в купленном комплекте нет защитной металлической решетки, патрубок крепится под раковиной пластиковой гайкой.
4. Сифон в виде колбы, изогнутой трубки или гофры присоединяется к патрубку. На его свободный конец резьбой вниз надевают накидную гайку. Широкой стороной к ней устанавливается конусный уплотнитель в 2–3 см от края.
5. В раструб на необходимую длину вводится патрубок и осторожно вручную затягивается гайка.
6. На отводную трубку крепят конусную прокладку с гайкой, подсоединяя ее к сливному проему сифона. Ее свободный патрубок вставляется в канализационный отвод с помощью плотной резиновой манжеты. При несоответствии диаметров труб можно использовать специальные переходники.
7. Если сифон снабжен патрубком для подключения стиралки, к нему подключают оборудования в соответствии , приведенным в рекомендуемой нами статье.

После подключения проверяется работоспособность сифона. Для этого включают воду, постепенно открывая кран на максимум. Изделие заполнится жидкостью и образуется гидрозатвор.

Если при диагностике будут замечены протечки, нужно еще раз подтянуть соединения в проблемных местах или же обработать щели герметиком

Правильность выполненного монтажа подтвердит отсутствие течи и хорошая проходимость жидкости через сливное отверстие раковины без какого-либо застоя. При выявлении недочетов необходимо срочно устранить их и провести проверку еще раз.

Как ухаживать за сифоном?

Любой вид сливного устройства для раковины нуждается в регулярном уходе. Он заключается в осмотре на предмет повреждений, качественной прочистке изделия и тщательном удалении образовавшихся засоров.

Аккуратная эксплуатация мойки, применение специальных защитных решеток либо измельчителей продуктов увеличивают промежуток между чистками, но все равно рано или поздно такая необходимость возникает

Сложность процедуры определяется материалом и конструкцией. Гофрированные сифоны очищаются только после полной разборки, в бутылочных же достаточно открутить и промыть колбу.

Некоторые приспособления легко пробиваются специальным тубусом. С целью прочистки используют домашнего или заводского приготовления, готовые составы типа «Ерш», «Флокс». Их следует применять осторожно, особенно для пластиковых моделей.

Чтобы сифон не так сильно засорялся, можно периодически проливать его горячей водой с добавлением горстки лимонной кислоты. Также стоит обращать внимание на факт быстрого износа резиновых уплотнителей. Лучше стараться заменять их приблизительно раз в полгода.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Особенности строения сантехнических приборов для моек:

Видео #2. Как самостоятельно заменить сифон:

Видео #3. Подробности сборки сифона для раковины с переливом:

Самостоятельная установка простых сифонов на раковину вполне реальна даже для тех, у кого за плечами совсем небольшой опыт сантехнических работ. Главное – запастись терпением, проявлять осторожность и четко следовать пунктам, оговоренным в инструкции производителя.

Для подключения дорогих моделей целесообразнее пригласить сантехников, которые имеют необходимые навыки и профессиональный набор инструментов.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы по теме статьи, размещайте соответствующие фото. Расскажите о том, как меняли сифон под кухонной раковиной собственными руками. Не исключено, что ваша информация будет крайне полезна посетителям сайта.

виды, как работает, схемы установки

Сифон – один из обязательных элементов подключения сантехнического оборудования к канализационным сетям. В нем постоянно содержится небольшой объем воды, гидрозатвор, – для канализации он просто необходим, т.к. предотвращает распространение негативных запахов. Чтобы подобрать сифон, стоит разобраться в этом вопросе, ведь правда?

Мы расскажем о том, каким образом гидрозатвор выполняет возложенные на него обязанности. Представленная вашему вниманию информация поможет без проблем определиться с оптимальными лично для вас разновидностями устройства. Достоверные сведения обеспечат возможность оценить практические стороны и совершить взвешенную покупку.

В статье предельно точно изложены конструктивные отличия различных моделей, описана специфика установки. Самостоятельным мастерам в работе поможет пошаговый инструктаж, фотоизображения и видео-руководство.

Содержание статьи:

Принцип работы гидрозатвора

В каком бы месте канализационной сети не размещался гидравлический затвор, его назначение остается одинаковым:

• блокировать гидроудары для снижения нагрузки на канализационные устройства и трубы;
• предотвращать проникновение неприятных специфических запахов в жилые помещения.

Если гидрозатвор (или сифон) подобран верно, в доме царит благоприятная атмосфера, а канализационная сеть долгое время обходится без ремонта.

Конструкции гидрозатворов разных видов отличаются, однако все они так или иначе представляют собой трубы с изгибами определенной формы, порой оснащенные дополнительными тупиковыми или динамическими приспособлениями.

Одно из важнейших условий функционирования гидрозатвора – постоянное присутствие в его полости воды, которая играет роль преграды против проникновения наружу газов и неприятного запаха

Заслон из воды находится в сифоне постоянно. Если долго не пользоваться устройством (кухонной раковиной или унитазом), вода будет испаряться, и со временем все-таки появится в санузле или кухне.

Это же случится, когда после долгого отсутствия вы впервые произведете смыв. Но при постоянном пользовании объем воды в гидрозатворе постоянно обновляется, что препятствует застаиванию, соответственно, и появлению неприятного «аромата».

Конструктивные особенности гидрозатворов напрямую связаны с их назначением. Например, для унитазов характерна следующая конструкция: слив прямой, а выход, ведущий к канализационной трубе, – под наклоном

Все устройства канализации связаны между собой. Например, правильная организация предотвращает срыв затвора – явление, когда вода не задерживается в гидрозатворе, а сразу уходит в трубу. В этом случае сантехническое устройство лишается защитного барьера, и неприятные запахи поступают наружу – прямо в квартиру.

Галерея изображений

Фото из

Гидрозатвор в подключении канализации

Обустройство выхода в наружную ветку

Конструктивные особенности гидрозатвора

Устройство гидрозатвора для группы приборов

Колено трубы с гидрозатвором

Удобное в прочистке устройство

Установка сифона на душевой поддон

Монтаж ревизии на гидрозатвор

Виды гидравлических затворов для канализации

Классификация устройств производится с учетом нескольких факторов, но главными являются конструкционные особенности. Исходя из технических нюансов, можно выделить шесть основных видов гидрозатворов, остановимся на каждом из них более подробно.

#1: Особенности коленной модификации

Коленный гидрозатвор можно определить по внешнему виду – он напоминает букву U. Преимуществом данного вида является прочность, позволяющая выдерживать максимальное давление в трубах. Пропускная способность устройства зависит от сечения трубы, которое не должно быть меньше выпуска сантехнического оборудования.

Основные места канализационной системы, в которых уместна установка коленных гидрозатворов – и унитаза. Иногда вместо одного подключают два сифона.

Для изготовления коленных устройств раньше использовали чугун и даже бронзу, но сейчас целесообразнее и дешевле применять современный материал – полипропилен, который отличается легкостью, надежностью и простотой монтажа

Существуют различные виды коленных сифонов. Одни из них представляют собой единое пластиковое устройство, не поддающееся регулировке. При поломке его нужно демонтировать целиком.

Другие приборы состоят из нескольких частей, поэтому при необходимости можно наращивать длину труб и изменять их положение для того, чтобы отрегулировать объем воды. Положение труб фиксируют накладными пластиковыми хомутами и гайками.

Колено обладает двумя перегибами – на входе и на выходе. Точка второго перегиба должна находиться чуть ниже точки первого (на 5-6 см). Иногда для более надежного замка применяют S-образную конструкцию, принцип ее работы тот же самый.

Чистка коленных конструкций производится двумя способами:

• путем полного демонтажа устройства;
• специальным гибким тросиком.

Некоторые полипропиленовые модификации снабжены впуском для сливного шланга стиральной или посудомоечной машины.

Галерея изображений

Фото из

Коленная модель сифона

Комплектация коленного устройства

Вариант сборки для бокового подсоединения

Сборка с нижним подключением к канализации

#2: Преимущества бутылочного устройства

Данный вид гидрозатвора популярен на кухнях для оснащения для посуды. В процессе мытья тарелок и кастрюль в систему проникает часть пищевых отходов, что чревато возникновением засора.

Конструкция бутылочной модели задерживает остатки пищи, чем способствует сохранению эксплуатационных качеств канализации. Кроме того, бутылочное устройство сохраняет и свое основное назначение – предотвращение появления в жилье неприятных запахов.

Кроме труб, которые составляют основу любого гидрозатвора, данные вид оснащен дополнительным элементом – «бутылкой». Это своеобразный контейнер для сбора пищевого мусора. Отстойник находится ниже уровня сливной трубы, поэтому добраться до него при необходимости несложно.

Соединение двух частей бутылочной модели производится следующим путем: сначала вертикальная труба входит в расположенный ниже отстойник, затем горизонтальный патрубок выходит сбоку по направлению к канализационной трубе

Бутылочное устройство выполнено из полипропилена, но по прочности считается более слабым, чем коленный аналог. Дело в том, что ненадежные соединения не могут выдержать сильный напор воды, поэтому данный вид применяется исключительно на кухне и абсолютно не подходит для оснащения туалета или ванной.

Засор в гидрозатворе возникает тогда, когда плотная масса из пищевых остатков полностью забивает отстойник и преграждает путь воде. Благодаря бутылочной конфигурации устранить засор очень легко.

Достаточно открутить накладную гайку, которой присоединяется отстойник, и вытряхнуть из него накопившийся мусор. Затем необходимо установить «бутылку» на место и плотнее затянуть гайку, иначе возможно просачивание воды.

Бутылочные конструкции полезны и с точки зрения сохранения предметов, случайно попавших в слив. Неосторожные хозяйки частенько доставали из отстойников свои кольца, соскальзывающие с пальцев во время мытья посуды мыльными средствами.

Галерея изображений

Фото из

Корпус бутылочного сифона

Комплектация бутылочного устройства

Слив с улавливающей решеткой

Гофрированная отводящая труба

#3: Устройство двухоборотного гидрозатвора

Конструкция двухоборотного гидрозатвора напоминает устройство коленного, но отличается более сложной конфигурацией. Сливная труба соединена с выходом сантехнического прибора, причем на стыке оснащена решеткой-фильтром для задерживания отходов, волос и прочего мусора.

Далее она плавно переходит в колено, которое заканчивается соединением с еще одной трубой. Последний элемент направлен в сток и находится под небольшим наклоном.

Некоторые двухоборотные модели оснащены ревизионным отверстием для чистки труб, плотно закрытым пробкой. Функцию отверстия иногда выполняет съемный фрагмент колена. Отверстие обычно расположено в самой нижней точке, а съемная деталь – в верхней

Бытовые двухоборотные конструкции ранее изготавливали из чугуна, сейчас – из полипропилена. Чугунные аналоги могут использовать только на промышленных предприятиях с увеличенными объемами стоков и высоким давлением в трубах. Более презентабельно выглядят хромированные детали, которые по техническим характеристикам близки полипропиленовым.

Если сравнивать данную модель с бутылочной альтернативой, то второй вариант проще в обслуживании. Однако двухоборотное устройство более надежно в плане защиты от протечек и, благодаря простой регулируемой конструкции, может быть установлено даже в узких местах.

#4: Гофрированная модель – плюсы и минусы

Среди пропиленовых модификаций попадаются и гофрированные модели – прочные, гибкие, порой просто необходимые для обустройства канализационной системы в малогабаритных помещениях. Благодаря пластичности трубы гофру помещают в места, где сложно разместить другие виды конструкций.

Ее можно повернуть под нужным углом и направить в любую сторону, тогда как прочно закрепленный пластик имеет всего несколько вариантов положения.

Гофрированный гидрозатвор часто помещают под ванной, так как менее гибкие модели в узком пространстве между дном емкости и полом не помещаются. Один конец подключают к сливному отверстию, второй – к выпуску в канализационную трубу

Однако при выборе гофрированного варианта стоит знать о его единственном, но весомом недостатке. Ребристые стенки трубы будто созданы для сбора мусора: в них застревают остатки пищи, волосы, кусочки мыла, песок и другая грязь. Учитывая это, при монтаже гофры слив обязательно нужно снабдить фильтром в виде мелкоячеистой решетки.

Если долго не чистить гофрированный гидрозатвор, под воздействием грязи и лишнего веса он теряет прочность и эластичность. Со временем складки изнашиваются, начинают давать трещины и пропускать воду.

Установив гибкий сифон, обязательно следите за его состоянием и своевременно производите чистку. О загрязнении трубы можно догадаться по провисам, которые образуются в местах скопления жира и мусора.

Галерея изображений

Фото из

Гофросифон для подключения сантехники

Сифон из гофры в собранном состоянии

Кустарное формирование гидрозатвора

Использование в двухооборотном сифоне

#5: Принцип работы перелива

Еще один вид сифона – с переливом – также можно выделить в отдельную категорию, так как он обязательно оснащен дополнительной трубой. Основное назначение оборудования перелива – предохранять квартиру от подтопления, если по какой-то причине при открытом кране вода перестанет уходить в слив.

Раковины, на которых устанавливают данное устройство, имеют дополнительное отверстие – в верхней части чаши, под смесителем. Когда уровень накопившейся в раковине воды достигает критической отметки, жидкость начинает поступать в это отверстие и далее, в гидрозатвор (+)

Обязательно системой перелива оснащают ванны. Такой метод предотвращает затопление, но, к сожалению, не способствует экономии. Если вы захотите набрать ванну и забудете вовремя выключить кран, вода, достигнув уровня перелива, будет благополучно покидать емкость и уходить в канализацию – вместе с вашими деньгами за оплату коммунальных услуг.

На рынке представлены как экономичные варианты из пластика, таки более прочные, но менее эластичные металлические модели. Минусы латунно-бронзового оборудования – в сложности монтажа и высокой стоимости.

Выбирая прибор, не забудьте осведомиться о его пропускной способности. Если перелив не будет справляться с объемом лишней жидкости, он бесполезен и даже опасен.

#6: Конструкция сухого затвора

Конструкция так называемого «сухого» затвора кардинально отличается от гидравлических аналогов. Он работает по принципу действия «ниппеля» и представляет собой трубу с резьбой, внутри которой установлен обратный клапан. В результате вода, поступающая внутрь устройства, не может вытечь обратно, ровно как и запах не имеет шанса покинуть трубу.

Монтаж таких устройств обоснован на нижних этажах многоэтажных домов, а также в местах, где водой пользуются реже (в банях).

Сухие затворы принципиально не устанавливают в кухонных мойках, использование которых максимально провоцирует создание засоров.  Зато такие работают эффективно и служат долго в душевых кабинах, построенных своими руками.

Затвор «сухого» типа не нуждается в постоянном наличии воды внутри корпуса. Даже если он функционирует в связке с коленным устройством, его не нужно контролировать или регулировать

Существует несколько видов сухих устройств:

• мембранные, перекрывающиеся после слива воды эластичной мембраной;
• маятниковые, тяготеющие к мгновенному закрытию, если не поступает жидкость;
• поплавковые, закрывающие отверстие, когда вода уходит из слива (действующие по типу арматуры сливного бачка).

Последние часто изготавливают самостоятельно, обустраивая канализационную разводку в банях.

Самым простым считается принцип работы поплавкового затвора. Легкий вес держит поплавок на поверхности воды. Как только она стекает, поплавок опускается вниз и перекрывает слив

Если вдруг произойдет пересыхание канализационных коммуникаций в виду редкого пользования, благодаря сухому затвору неприятный запах вас не побеспокоит.

Ориентиры выбора гидрозатвора

Если вы устанавливаете или меняете сантехническое оборудование (ванну, раковину или унитаз), вам обязательно потребуется и сифон.

Для выбора устройства, полностью соответствующего сантехнике, необходимо учесть ряд факторов, среди которых:

• размеры устройства в сборе;
• тип сифона;
• материал, из которого изготовлены трубы и крепеж;
• количество сливов или дополнительных подключений;
• защита от возникновения засоров;
• диаметр входного отверстия и выпуска;
• наличие или отсутствие перелива.

Предположим, для мойки в кухне наиболее подходящий вариант – бутылочная модель, которая задерживает частицы пищи. Можно применит и коленное устройство, но тогда все отходы будут поступать в канализационную трубу, и со временем возникает риск образования засора.

Как для раковин, так и для ванны более эффективными считаются модели с переливом, препятствующие затоплению помещений. Рекомендуемый материал – полипропилен, но для отделки наружных частей лучше покупать модели с хромированными деталями

Если в проекте установка мойки или умывальника с двумя раковинами, пригодится прибор с двумя точками слива. Принцип работы его такой же, отличие только в конструкции.

Перед покупкой обязательно измерьте величину пространства, где будет производиться установка. Бывает так, что сифон просто не помещается в отведенном месте (особенно это касается тесного промежутка между ванной и полом). Если вы правильно выберете гидрозатвор, проблем с его монтажом и ремонтом будет намного меньше.

В случае, если гидрозатвор из сифона вытягивается в канализацию, систему модернизируют путем установки :

Галерея изображений

Фото из

Разновидности вакуумных клапанов

Защита гидрозатвора от смыва в канализацию

Подключение ванны к выпуску в канализацию

Вакуумное устройство на входе системы в унитаз

Инструкция по монтажу автоматического сифона

Установить бутылочный гидравлический затвор под мойкой кухонной раковины достаточно просто, под ванной – немного сложнее по причине неудобного расположения системы слива. Представляем инструкцию по монтажу автоматического сифона для ванной – усовершенствованного устройства, установку которого можно произвести своими руками.

Полный комплект можно приобрести в ближайшем магазине сантехники. Он состоит из трех значимых частей: 1 – пластиковая конструкция гидрозатвор + гофрированная труба; 2 – детали для оформления перелива; 3 – элементы крепежа для слива

Сначала оборудуем отверстие перелива. Для этого берем эластичную прокладку, которая идет в комплекте, и вставляем ее в отверстие на стенке ванны. Для более плотного примыкания можно использовать силиконовый герметик.

Крепим переливную конструкцию в отверстии, накручивая с внешней стороны хромированный элемент. Он снабжен штоком, на котором будет держаться барашек

Затем берем следующую деталь – барашек – и стараемся аккуратно закрепить ее на штоке болтом. Для этого потребуется небольшая плоская отвертка, которая сможет проникнуть сквозь маленькое отверстие в боковой части барашка.

Надеваем барашек на шток, вставляем конец отвертки в боковое отверстие и с небольшим усилием, но очень осторожно закручиваем фиксирующий болт

Далее переходим к нижней части и берем арматуру для оформления сливного отверстия.

Продеваем пластиковую деталь под ванной и вставляем в отверстие конец с резиновой прокладкой. Сверху в образовавшееся отверстие помещаем стандартную хромированную деталь с сеточкой

Среди крепежа находим длинный крепежный винт, который отвечает за фиксацию сифона, и вкручиваем его с верхней стороны, придерживая снизу конструкцию.

Сначала винт закручиваем руками, затем затягиваем ключом, но очень аккуратно, чтобы не сорвать резьбу. После окончания проверяем прочность монтажа

Осталось прикрутить гидрозатворный элемент. Сначала на пластиковый выход слива нанизываем резиновую прокладку, затем вставляем коленный  затвор. Затягиваем наружную пластиковую гайку – конструкция готова.

Внешний вид установленного автоматического сифона. От сливного отверстия отходят две трубы: одна (гофрированная) – к переливному отверстию, вторая (изогнутая) – собственно коленный гидрозатвор

В последнюю очередь присоединяем к гидрозатвору полипропиленовый патрубок (прямой или гофрированный), ведущий к канализационной трубе.

Тестируем систему – наливаем полную ванну воды и проверяем работу перелива и сливного отверстия. Смотрим, нет ли протечек. Если обнаруживаем течь – более плотно подтягиваем гайки, а места соединений промазываем герметиком, но при условии, что их не придется в дальнейшем вскрывать для прочистки засора.

Подробно с последовательностью работ и правилами ознакомит статья, с содержанием которой мы рекомендуем ознакомиться.

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы процесс монтажа проходил гладко и без ошибок, преследующих домашних сантехников-любителей, предлагаем просмотреть полезные видеоролики.

Видео #1. Лучший вариант для оснащения кухонной мойки:

Видео #2. Монтаж сифона при установке ванны:

Установка канализационного сифона – процесс, который одолеть по силам даже несведущему в сантехнических делах новичку. Если вы правильно определитесь с видом гидрозатвора и внимательно изучите инструкцию, останется только прикрутить несколько деталей. Работы на полчаса – а комфортная обстановка в доме и отсутствие неприятного запаха – на года.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящимся ниже блоке. Нам и посетителям сайта интересны ваши рассказы, советы, краткие фото-репортажи об установке сифонов собственными руками. Задавайте вопросы по спорным моментам, которые, возможно, найдете в статье.

Сифон для чистки аквариума — советы по применению, принцип работы сифона

15.03.2021 г.

Обязательный инструмент аквариумиста — сифон для очистки грунта в аквариуме. С его помощью проще поддерживать чистоту, устраняя органические остатки и неорганический мусор из грунта.

Очистка грунта в аквариуме нужна не только ради эстетики. Многие загрязнения, разлагаясь, выделяют вещества, опасные для здоровья и жизни аквариумных обитателей. Поэтому в такой уборке нуждается любая ёмкость, независимо от объёма, флоры и фауны.

Сифон для чистки аквариума: принципы работы и классификация

Главные конструкционные элементы сифона — это шланг и стакан. Работает конструкция примерно одинаково независимо от модели. Её погружают на дно, устанавливая вертикально. После этого загрязнения попадают в стакан и уходят по шлангу в подготовленную заранее ёмкость. Когда из стакана пропадают загрязнения и муть, его перемещают на новый участок дна.

Есть два вида сифонов для чистки аквариума:

Механические — состоят из шланга и прозрачного стакана, который можно заменить воронкой. Есть модели, где шланг отсутствует. Тогда вместо цилиндра или воронки используют грязевую ловушку (карман).

Электрические — работают на батарейках, оснащаются компактным моторчиком. Преимущество таких сифонов в том, что сливать воду не требуется — она сразу очищается и возвращается в аквариум. Грязь задерживается в ловушке.

Механические изделия дешевле, поскольку устроены проще. Однако воду приходится сливать, чтобы потом возвращать обратно. Также необходимо следить за шлангом, чтобы он не выскочил из ёмкости для слива.

В случае с электрическим аналогом все эти проблемы неактуальны. К тому же интенсивность водного потока регулируется. Правда, за счёт электропривода стоимость модели сразу возрастает, и стандартные электросифоны нельзя использовать в аквариумах высотой более полуметра — иначе вода зальётся в аккумуляторный отсек.

Опытные аквариумисты рекомендуют покупать аппараты со стаканом высотой от 20 сантиметров. Тогда мелкие камни, всосавшись, успеют осесть и не попадут через шланг в ёмкость с водой. Желательно, чтобы основной стакан был круглой или овальной формы: она безопасна для корней растений и погружается без усилий.

Как использовать сифон для чистки грунта в аквариуме

Чистя дно аквариума, не стоит торопиться. Однако, чтобы не допустить повторных загрязнений и не проделывать двойную работу, грунт важно очистить за один раз. Стоит следить, чтобы при этом слилось не больше одной трети объёма воды.

С помощью основного круглого или овального стакана, которым комплектуются сифоны для очистки грунта в аквариуме, легко устранить загрязнения с открытых участков. Между декорациями, в углы и другие труднодоступные участки забраться сложнее. Возможно, пригодится стакан-трёхгранник, предназначенный как раз для таких ситуаций.

Сифонить можно двумя способами:

• по поверхности — как это называют, «пылесосить» грунт, устраняя основные загрязнения;
• вглубь — потратить больше времени и сил, зато избавить нижние грунтовые слои от грязи и заодно разрыхлить их.

Осторожнее нужно обходиться с аквариумами, где высажены растения: важно не повредить их корни. Для таких случаев выпускают сифоны с металлическими трубками, которые отсасывают ил, не отрывая корешки.

Чтобы сливать воду, используют ведро или таз. Но если ёмкость составляет 100 литров или больше, то делать это сложно. Аквариумисты иногда тянут шланг до раковины, ванны или туалета. Чтобы слив не засорялся, достаточно поставить ведро в ванну и забросить шланг туда — грязь и мусор осядут, а вода вытечет в канализацию.

Предлагаются сифоны с сетчатыми фильтрами, которые исключают риск случайно засосать рыбку, моллюска или водоросль.

Прежде чем передвигать аппарат дальше, нужно подождать, пока осядут засосанные камешки и грунт. Иначе можно, перемещая сифон, переместить частицы на другое место и перемешать их.

Высасывать ил и экскременты полностью не стоит: просифонивание — в любом случае вмешательство в экосистему. По этой же причине не нужно менять весь объём залитой воды целиком.

Заросший водорослями грунт вынимают, промывают, кипятят и сушат в духовке. Если не проводить такую процедуру, то дно начнёт окрашиваться в чёрный, появится сероводород (пахнет тухлыми яйцами), и экологическая обстановка аквариума нарушится.

Советы по применению сифона

Опытные пользователи умеют пользоваться сифоном для очистки грунта в аквариуме. Новичкам стоит учитывать несколько рекомендаций:

• Конец шланга без воронки нужно расположить ниже уровня воды — тогда она будет сливаться без перерывов по принципу сообщающихся сосудов.
• Напор сливаемой воды можно регулировать, поднимая или опуская конец шланга.
• Чтобы тщательнее вычистить грунт, цилиндр или воронку нужно погрузить до самого дна. Это избавит аквариум даже от мельчайших частиц грязи.
• Сифон подбирают с учётом особенностей аквариума. Если устройство слишком крупногабаритное, с электроприводом, то оно не подойдёт для небольшого объёма воды. Ну а если аппарат механический и малопроизводительный, то для крупного аквариума применять его нет смысла.
• Чем мощнее напор, тем внимательнее нужно следить за рыбками, чтобы их случайно не засосало в процессе уборки.
• В зоомагазинах продают специализированные сифоны для чистки аквариумов категории «нано». Народные умельцы изготавливают аналоги таких устройств в домашних условиях, взяв за основу шприц (играет роль цилиндра) и трубку от капельницы (либо аналогичную по толщине).

Вам может быть интересно

Сухой сифон – удобно, надежно, практично!

С такой проблемой, как неприятные запахи из канализации в кухне или ванной комнате хоть раз в жизни сталкивался каждый человек. Решением служит обычный сифон, установленный под раковиной, ванной или под другим сантехническим оборудованием. У привычного гидрозатвора есть множество минусов, но есть альтернатива.

Принцип работы сухого затвора

Более современным аналогом обычного сифона служит сухой затвор. Конструктивно он представляет собой трубку из высокопрочного пластика с обратным клапаном внутри. По обоим краям находятся монтажные муфты. В зависимости от особенностей подключения могут потребоваться дополнительные элементы: угловые переходники, прямые переходники, воронка.

Технические особенности работы сухого сифона можно рассмотреть на модели HepvO известного английского производителя сантехнического оборудования McAlpine. Корпус сифона выполнен из пластика. Внутри вмонтирована трубка из материала с молекулярной памятью. При прохождении сточных вод мембрана открывается и пропускает поток, сразу же после этого трубка закрывается и блокирует воздух, который может попасть из канализационной трубы в помещение. Во время, когда сифон с сухим затвором не используется, мембрана плотно сжата и герметизирует слив.

Преимущества сифона с сухим затвором HepvO:

• компактные габариты и возможность установки горизонтально, вертикально, под наклоном, что позволяет сэкономить место и упрощает монтаж, однако важно соблюдать направление потока;
• клапан сифона с сухим затвором выполнен из полимерного материала с молекулярной памятью, благодаря чему он быстро возвращается в первоначальную форму;
• гигиеничность: на поверхности полимера, из которого выполнен клапан, не размножаются болезнетворные бактерии и микроорганизмы;
• высокая пропускная способность;
• обеспечивает защиту от срыва гидрозатвора;
• более высокие показатели работоспособности;
• не закупоривается при попадании жира в систему;
• работает бесшумно.

Сифон с сухим затвором работает безупречно за счет наличия воздушной пробки, и является идеальным решением для ванных комнат, кухонных моек в неотапливаемых помещениях, например, в загородных коттеджах или дачных домах. При низких температурах вода в обычном сифоне превращается в лед, а это может стать причиной поломки оборудования. Помимо этого, данный вид сантехнического оборудования рекомендован в регионах с жарким климатом. При нечастом использовании водяная пробка в обычном сифоне может испаряться и неприятный запах из канализации просочится в помещение. Сухой затвор в таких условиях эксплуатации будет работать безупречно.

Существует несколько вариантов сифонов с сухим затвором. Различие моделей в назначении и конструкции. Для раковин, унитазов, биде, ванн, душевых кабин, фильтров для очистки воды, стиральных и посудомоечных машин используются разные сифоны.

Трап с сухим затвором для душевых кабин

Конструкция из трапа с сухим сифоном монтируется в поддон душевой кабины или в сливное отверстие в напольном покрытии. Трап соединяет слив с канализационной трубой и обеспечивает водоотведение, а защитная решетка выполняет функцию первичного фильтра. Она может быть пластиковой или металлической с различными вариантами отверстий. Таким образом защитная решетка выполняет роль функционального и декоративного элемента. В случаях, когда использование пластикового поддона душевой кабины не соответствует общему направлению в дизайне ванной комнаты и принято решение установки трапа с сухим затвором непосредственно на напольное покрытие рекомендуется использовать керамическую плитку, которая является надежным влагостойким материалом, помимо этого данный вид покрытия гигиеничен и прост в уходе.

Для оборудования системы слива в душевых кабинах на даче или загородном доме трап с сухим затвором будет экономически выгодным решением. Гидрозатвор сухого типа устанавливают в душевых кабинах, которые используются не каждый день.

как выбрать, фото и видео инструкция как сделать аппарат для газировки своими руками, отзывы и рецепты приготовления напитков

Сифон для газирования воды оценят дети и поклонники пузырчатых напитков. Приготовленные в домашних условиях, они являются более полезными, чем купленные в магазине и имеющие в своем составе не только сахар, но и вредные подсластители, ароматизаторы, красители и консерванты. Побаловать себя вкусной газировкой, которая быстро утоляет жажду, можно, приобретя аппарат для газирования, имеющий название сифон.

Аппарат для газирования воды

Тонкости выбора сифона

Одним из преимуществ сифонов перед покупной водой является возможность длительного срока хранения напитков без потери газа. На сегодняшнее время покупателям представлено 3 вида аппаратов для газировки:

1. Классический вариант, представленный в виде бутылки с рычагом сверху. К достоинствам относится невысокая цена и простота в использовании, а к недостаткам — высокая стоимость покупных баллонов. Одного такого баллона хватает лишь на 1 л воды, поэтому подходит он для небольшой семьи или индивидуального употребления.
2. Встроенный баллон. В среднем он рассчитан на 60 л и отличается интересным дизайном, большей степенью безопасности и наличием дополнительных функций, среди которых и возможность регулирования степени газирования, что отсутствует у обычных видов. Недостатки имеются несущественные, например, невозможность создавать сладкую газировку с сиропом. Но это легко исправить, налив сироп в стакан и залив его газированной его водой.
3. Отличается не дизайном, а наличием большого количества разных аксессуаров, одноразовых баллончиков, изготовленных из экологически чистых материалов, высокой ценой и быстротой в приготовлении напитков.

Баллончики для сифона

Все аппараты для газировки имеют емкость на 1 или 2 литра, а газ, имеющийся в баллонах, растворяется в воде, насыщая ее большим количеством пузырьков. Некоторая часть газа не растворяется, создавая давление, поэтому необходимо придерживаться правил для безопасного пользования прибором. Когда перед покупателем встает вопрос о том, как выбрать сифон, то, ориентируясь на ценовую категорию и количество человек в семье, стоит отдать предпочтение наиболее подходящей модели, а каталог с фото поможет лучше оценить имеющийся ассортимент.

Существуют приборы, созданные из пластика и нержавеющей стали. Последние считаются более безопасными и долговечными и не требуют особого ухода.

Рецепты вкусных напитков с использованием прибора

Вред от употребления покупных газированных вод известен всем: рак поджелудочной железы, сахарный диабет, камни в почках, нарушение работы желудка и желчевыводящих путей, ожирение и болезни сердечно-сосудистой системы. Вложив деньги в приобретение сифона, можно сэкономить на покупке вредной газировки и лекарственных препаратов, а изготовить разнообразные напитки не составит труда.

Устройство и принцип работы сифона

Наиболее простым в приготовлении является лимонад:

• необходимо развести воду с лимоном и медом на свой вкус;
• налить определенное количество в стакан;
• залить свежеприготовленной газировкой, тщательно перемешав.

Недорогая газировка получается с использованием простых компонентов:

• смешать немного варенья или фруктово-ягодного сока с небольшим количеством сахара;
• тщательно перемешать все компоненты до однородной массы;
• залить водой средней или высокой газации и взболтать.

Если использовать вместо воды настои шиповника, чая или других лечебных трав, получится вдвойне полезный напиток для здоровья, который позволит укреплять организм и получать от этого удовольствие. Во время беременности и в период кормления грудью доктора рекомендуют исключить из рациона любые газированные напитки, чтобы не навредить здоровью малыша.

Немного больше усилий необходимо приложить для приготовления напитка «Тархун» своими руками, но и вкус получается изумительным:

1. Необходимо приобрести свежий эстрагон 40 г или вырастить самостоятельно на подоконнике, что будет более полезным для здоровья.
2. 2 лимона и 70 — 80 г сахара.
3. Налить в небольшую кастрюльку 1 л воды и довести до кипения, далее добавить мелко нарезанный тархун и, сняв емкость с огня, дать настоятся ему около часа. Лимоны перетолочь с сахаром в отдельной емкости, после добавить остывший настой, перемешать и охладить. Для получения вкусного напитка необходимо залить процеженный и охлажденный раствор в аппарат и произвести газацию.

Сифон для газирования воды своими руками

Сифоны для газирования воды стоят немало, поэтому наиболее бюджетным и полезным вариантом является создание шипучего напитка собственными руками:

Необходимо взять 2 чайные ложки соды, 7 столовых ложек уксуса, 2 темные пластиковые бутылки с проделанными отверстиями в крышках, 1 л воды на 1,5 литровую емкость, 1 м полихлорвиниловой трубки.

Нужно втянуть трубку в отверстия в крышке так, чтобы не пропускался воздух. В одну бутылку заливается вода для последующего газирования, а в другую насыпается сода с уксусом. Лучше смешивать последние два компонента при помощи бумажного свертка, чтобы успеть закрыть вовремя крышку и не потерять большое количество углекислого газа.

Далее на протяжении 5 минут после смешивания трясут бутылку с содой и уксусом для получения в домашних условиях слабогазированной воды.

Заключение по теме

Соблюдая все рекомендации, можно не бояться использовать и покупать сифоны для газирования воды. Из-за того, что баллон находится под давлением, неправильное хранение может привести к взрыву, поэтому специалисты советуют не наполнять емкость водой до самого верха, необходимо оставлять место для углекислого газа.

Советский аппарат для газировки

Практически все современные модели оснащены специальным клапаном, при помощи которого излишки воды вытекают из носика, это является наиболее эффективным способом защиты от несчастного случая. Запрещается во время наливания жидкости наклонять или переворачивать аппарат для газирования, лучше использовать для заправки лишь рекомендованные производителем баллоны.

Нельзя наклоняться над прибором во время его работы и разрешать пользоваться им детям. Воду наливают только холодную.

Соблюдая правила безопасности, семья сможет оздоровиться и с удовольствием будет наслаждаться вкусными напитками, утоляя жажду в летние дни.

Как работает сифон?

Вы когда-нибудь пробовали опорожнить большую емкость с жидкостью? Например, допустим, у вас есть надземный бассейн. Когда наступает осень и начинают опадать листья, вероятно, самое время опорожнить бассейн, чтобы подготовить его к зиме.

Если в бассейне нет слива, вам может потребоваться использовать ведра для его опорожнения. Или вы можете просто положиться на науку и откачать воду! Если вы когда-либо использовали сифон, вы уже знаете, что все, что вам нужно, — это простой садовый шланг и немного времени, и вскоре этот бассейн опустеет.

Как это работает? Все, что вам нужно сделать, это поместить один конец шланга в бассейн, а другой конец за пределами бассейна, ниже уровня воды в бассейне и в том месте, где вы хотите, чтобы вода стекала.

Вы можете использовать свой рот, чтобы всасывать воду через шланг, чтобы запустить поток воды, или вы можете использовать небольшой насос. В любом случае, как только сифон начнет работать, он будет продолжать сливать воду из бассейна до тех пор, пока вода не уйдет или конец шланга не будет поднят над уровнем воды, чтобы остановить сифон.

Историки проследили, чтобы сифоны использовались еще в Древнем Египте. Древние египтяне использовали сифоны в сельском хозяйстве для перекачки воды из каналов в оросительные каналы. Сегодняшние фермеры, выращивающие хлопок, по-прежнему используют сифоны аналогичным образом для полива урожая.

Древние египтяне (наряду с людьми сегодня) также использовали сифоны в процессе виноделия. Сифоны помогли им перелить вино из большой емкости в емкости меньшего размера. Размещение сифонного шланга в середине контейнера позволило им повысить чистоту вина, избегая частиц, которые плавают вверху или опускаются на дно контейнера.

Первый раз, когда вы используете сифон, это может показаться волшебством. Однако это просто принципы науки в действии. Однако, какие именно принципы работают, все еще остается предметом споров. Несмотря на то, что сифоны использовались тысячи лет, современные ученые все еще спорят о том, какие именно силы заставляют сифоны работать.

На протяжении большей части истории науки ученые полагали, что сифоны работают благодаря силе атмосферного давления. Базовый сифон состоит из трубки в более крупном контейнере, которая поднимается над горбом (краем контейнера) и опорожняется в контейнер на более низком уровне.

Когда жидкость всасывается через трубку над выступом и начинает стекать в другой контейнер, в самой высокой точке трубки (там, где она проходит по выступу) происходит снижение атмосферного давления. Это уменьшение приводит к тому, что атмосферное давление на поверхности жидкости выталкивает жидкость вверх в трубку в направлении области более низкого давления.

Хотя теория атмосферного давления кажется разумной, некоторые ученые отметили, что она требует наличия воздуха.При испытании в вакууме сифон все еще работал, поэтому казалось, что должна действовать какая-то другая сила.

Совсем недавно ученые, изучавшие сифоны, предположили, что ключевой силой является гравитация. Когда жидкость всасывается по трубке и проходит через горб, сила тяжести продолжает тянуть жидкость через трубку. Эта теория основана на когезии жидкости, что означает, что в жидкости должна существовать непрерывная цепочка когезионных связей.

Некоторые ученые называют это цепной моделью, потому что вы можете думать о воде, как о цепочке, протаскиваемой через трубку, а не о жидкости.Когда вы начнете протягивать цепь через трубку и через горб, сила тяжести возьмет верх и продолжит протягивать цепь по всей длине через трубку.

К сожалению, большинство жидкостей не обязательно имеют сильные когезионные связи, чтобы заставить их действовать таким образом. Другие ученые создали сифоны с летающими каплями и сифоны для углекислого газа, которые представляют собой пузырьки газа, которые существуют между молекулами жидкости.

Может случиться так, что атмосферное давление, сила тяжести и сцепление жидкости работают вместе, заставляя сифоны работать так, как они работают.Ученые продолжат изучение сифонов, чтобы раз и навсегда выяснить, как они работают. Может быть, ты вырастешь ученым, который разгадывает загадку!

Дезинформация о сифонах.

Учебники и веб-сайты иногда содержат неполные или вводящие в заблуждение утверждения о сифонах.

• Некоторые утверждают или подразумевают, что давление воздуха управляет потоком жидкости.
• Некоторые предполагают или подразумевают, что именно разница в весе жидкости в двух рукавах сифона вызывает и поддерживает сифонное действие.
• Некоторые предполагают, что вода поднимается (вытягивается) вверх по входной трубе какой-то загадочной силой.
• Веб-сайт утверждает, что сифон не может работать на Луне (или в вакууме), потому что внешнее давление равно нулю.

Какие из них верны, а какие нет? «Информационная магистраль» — богатый источник дезинформации по этому поводу.

Словарь Meriam Webster (Encyclopedia Britannica Corp.) определяет сифон: «Трубка, изогнутая, образуя две ветви неравной длины, с помощью которых жидкость может переместиться на более низкий уровень через промежуточную высоту под давлением атмосферы, заставляющей жидкость вытесняться. вверх по более короткому ответвлению трубы, погруженному в него, в то время как избыток веса жидкости в более длинном ответвлении при заполнении вызывает непрерывный поток.»

Бесплатный онлайн-словарь дает определение сифона: «Труба или трубка, сформированная или развернутая в форме перевернутой U-образной формы и заполненная до тех пор, пока атмосферное давление не станет достаточным, чтобы вытеснить жидкость из резервуара на одном конце трубы через барьер, расположенный выше резервуара, и выйти из него. другой конец.»

Wikionary понимает это в основном правильно: «Изогнутая труба или труба с одним концом ниже другого, в которой гидростатическое давление, создаваемое силой тяжести, перемещает жидкость из одного резервуара в другой.»

Я часто думал, что «Объясните, как работает сифон», было бы хорошим вопросом для доктора философии. устные экзамены по физике. Готов поспорить, большинство кандидатов ошиблись бы.

Также интересно отметить, сколько современных учебников вообще не упоминают сифоны.

Рис. 1. Сифон. Из Википедии.

Что такое сифон?

Во-первых, давайте определимся с «сифоном».

Сифон представляет собой резервуар для жидкости с перевернутой U-образной трубкой.Жидкость изначально заполняет трубку. (Есть несколько методов достижения этого начального состояния.) Назначение сифона — слив жидкости из резервуара потоком жидкости, который проходит над уровнем выше, чем поверхность жидкости в резервуаре. Конечный результат состоит в том, что жидкость проходит из резервуара на более низкий уровень и делает это постоянно и без подвода внешней энергии, пока уровень резервуара не упадет ниже выходного конца U-образной трубки. Практическое различие между сифоном и протекающим ведром заключается в том, что жидкость переходит на более высокий уровень, прежде чем стечь на более низкий уровень.

Итак, нам нужно объяснить несколько вещей. (1) Почему жидкость продолжает полностью заполнять сифонную трубку, даже если для этого требуется, чтобы вода поднялась до более высокого уровня, чем уровень жидкости в резервуаре? и (2) почему жидкость продолжает движение по трубке?

Вода поднимается во входной трубке. Жидкостный барометр — это пример воды, поднимающейся над уровнем резервуара. Трубка, закрытая с одного конца, заполняется жидкостью, затем закрытый конец поднимается вверх, а нижний конец погружается в резервуар для жидкости.Жидкость в трубке остается там до тех пор, пока высота трубки не станет больше определенной высоты, которая зависит от плотности жидкости и давления воздуха вне трубки. Затем над водой в трубке образуется почти вакуум, и уровень воды больше не поднимается.

Давления воздуха достаточно, чтобы выдержать высоту жидкости около 34 футов для воды и только около 32 дюймов для жидкой ртути. Выше этой высоты над жидкостью в закрытой трубке образуется почти вакуум.Фактически, давление есть давление пара жидкости. При 20 ° C давление пара воды составляет 2,3 паскаль, или 17,5 мм рт. (Давление паров ртути 0,2729 мм рт. Ст.)

Это говорит нам о том, что если бы высота U-образной трубки сифона была слишком большой, то произошло бы то же самое, и почти вакуум был бы создан в верхней части U-образной трубки. Это нарушит непрерывность потока жидкости в трубке, и действие сифона прекратится. Именно это и происходит. Древнеримские инженеры, которые встраивали сифоны в свои водопроводы, хорошо знали об ограничении сифонов.

В этом случае мы должны четко понимать причину , что сифон выйдет из строя, если U-образная трубка окажется слишком высокой. Это просто потому, что давления воздуха на входе недостаточно, чтобы поднять столб жидкости на входе до верха трубы. Если он не дойдет до вершины, он не потечет и не упадет в выходную трубку. Таким образом, для сифонов важно давление воздуха, поскольку они ограничивают высоту подъема воды, а без подъема воды до верха U-образной трубки поток сифона невозможен.

Что поддерживает поток жидкости?

Но это еще не все. Давление воздуха поддерживает поток воды в сифоне? Нет.

Если анализируется поток сифона с (почти) несжимаемой жидкостью, такой как вода, работа, выполняемая на каждом конце сифона против давления воздуха, равна нулю NET, поскольку равные объемы воздуха вытесняются на каждом конце. Оба конца (поверхность воды в ведре и выходной конец трубки) находятся под одинаковым атмосферным давлением, p , поэтому pdV имеет одинаковый размер для равных смещенных объемов, но знаки противоположны.Таким образом, давление воздуха не влияет на сифон.

Сифонирование в вакууме. Мог ли сифон работать, если бы не было давления воздуха? Да, по крайней мере, для некоторых жидкостей, но потребуется что-то еще, чтобы жидкость образовала непрерывный путь через приподнятую U-образную трубку. Это могут делать очень когезионные жидкости, молекулы притягиваются друг к другу настолько сильно, что могут поддерживать цепочку цепочек вверх и поперек U-образной трубки, при этом сохраняя свойства жидкости. Это было продемонстрировано в лаборатории.См .: Сифон в вакууме.

Таким образом, непрерывность жидкости в U-образной трубке важна для сифона. Непрерывность может поддерживаться внешним давлением воздуха, но даже в отсутствие окружающего воздуха сил сцепления в некоторых жидкостях достаточно, чтобы пройти через U-образную трубку небольшой высоты. Таким образом, можно сделать вывод, что давление воздуха не всегда необходимо для создания условий, необходимых для сифона. Но давление воздуха никогда не является причиной того, что жидкость поддерживает поток через сифонную трубку для любого вида жидкости.

Рис. 2. Наивная аналогия с цепочкой . Из Википедии.

Поддержание потока. Предположим, у нас есть условия, необходимые для сифона, когда жидкость из резервуара заполняет трубку. Выходная часть U-образной трубки обязательно длиннее, чем длина входной части (измеряется от уровня жидкости до верха U-образной трубки). Так что слишком заманчиво думать об этом как о чем-то вроде шкива и веревки с разными весами, прикрепленными к веревке с обеих сторон.Затем более тяжелый вес «тянет вниз» другой. Это заблуждение усиливается, если рассматривать жидкость в трубке по аналогии с гладкой и гибкой цепью, проходящей через шкив. Но в этом опасность наивных аналогий, они в конечном итоге разрушаются, поскольку эти две ситуации никогда не бывают полностью одинаковыми.

Неисправная модель сифона. Несколько лет назад статья в журнале вызвала разногласия в журналах и в Интернете. Хьюз, Стивен В. (2010) Практический пример работы сифона.Физическое образование, 45 (2), стр. 162-166. Хьюз обнаружил серьезную ошибку в словарных определениях «сифона», особенно в определении Оксфордского словаря английского языка : «Труба или трубка из стекла, металла или другого материала, изогнутая так, что одна нога длиннее другой, и используется для отвод жидкости за счет атмосферного давления, которое заставляет жидкость подниматься по более короткому отрезку и проходить через изгиб трубы ». Это определение вводит в заблуждение по нескольким причинам. Но Хьюз предложил сплоченность и «цепную модель» как причину сифонного потока, игнорируя роль градиентов давления жидкости.

Эта цепная модель была опровергнута. См .: Повторение сифонов. Алекс Ричерт и П.-М. Биндер, Гавайский университет в Хило. Учитель физики, Vol. 49, февраль 2011 г.

Рис. 3. Обратный сифон? Из Википедии.	Рис. 4. Мельница Витторио Зонка 1607 года. Из Диркса (1861 г.).

Цепная модель рассматривает поток сифона как результат разного веса жидкости в двух рукавах сифона.Если бы это был вес в плечах U-образной трубки, который вызывает и поддерживает поток жидкости, тогда этот гипотетический обратный сифон (рис. 3) должен работать, вызывая поток справа налево, поскольку левая сторона трубки содержит больше жидкости. и явно должен быть тяжелее. Фактически это должно позволить сифону поднимать уровень жидкости с нижнего на более высокий уровень. Витторио Зонка (1568-1602), в своем фолио Novo Teatro di Machine et Edificii (Падуя, 1607) даже предложил эту идею, как если бы это могло быть полезным устройством для подъема воды, приводящего в движение водяное колесо (или турбину) мельницы. .(Рис. 4.) Конечно, это никогда не могло сработать. Фактически, этот сифон с избыточным балансом течет слева направо, с верхнего уровня на нижний, как и обычный сифон.

Самотечная колба Роберта Бойля.

Это отступление, которое читатель может пропустить.

Роберт Бойль (1627–1691) обсудил «гидростатический» парадокс, чтобы раскрыть связанное с этим заблуждение. Его умным примером была «самотечная» колба (рис. 5). Почему больший вес жидкости в колбе не заставляет жидкость подниматься на более высокий уровень в узкой трубке, чтобы она переливалась и текла обратно в колбу?Постоянное движение! Добавьте небольшое водяное колесо чуть ниже выпускного отверстия, и вы сможете извлечь энергию из потока жидкости. Если бы был какой-нибудь поток.

Рис. 5. «Самотечная колба» Бойля. Гидростатический парадокс.

Даже сегодня есть люди, которые видят эту фотографию колбы и не могут представить, почему она не работает. Студенты колледжей часто озадачены этим и не могут объяснить свою ошибку. Зонку можно простить, поскольку он жил в то время, когда концепция силы не была хорошо понята, и задолго до того, как векторный анализ сил стал стандартным инструментом для анализа физических систем.У сегодняшних студентов-физиков нет такого оправдания.

Короче говоря, заблуждение состоит в том, чтобы предположить, что весь вес жидкости в колбе должен поддерживаться меньшим весом жидкости в пробирке. Это кажется невозможным, поэтому можно представить, что жидкость должна течь слева направо.

Но вес жидкости частично поддерживается наклонными стенками колбы. Стена действует нормально (перпендикулярно) стене, и они имеют восходящие компоненты.Жидкость в колбе не полностью поддерживается массой жидкости справа, а в основном стенками колбы. Игнорирование этого факта приводит к очевидному парадоксу.

Первым это объяснил фламандский ученый Саймон Стевин (1548–1620). Французский математик Блез Паскаль (1623–1662) проиллюстрировал это демонстрационным устройством, вазами Паскаля, в которых стеклянные колбы различной формы и ориентации были подключены к общему резервуару с водой. Уровень воды в каждой колбе, независимо от формы колбы, был на одной высоте.Конечно, в этом суть принципа Аристотеля: «Вода ищет свой уровень».

Рис. 6. Вазы Паскаля (слева). Давления в точках A и B одинаковы. Показывает силы, действующие на стенки сосуда (справа).

Перепады давления жидкости поддерживают поток сифона. Мы видели, что поток возникает не из-за разницы в весе U-образных трубок. Это происходит из-за разницы давлений в жидкости.Это помогает понять фундаментальный факт о гидростатике. Разница давлений между двумя точками в жидкости равна ρgH , где ρ — плотность жидкости, г, — ускорение свободного падения, а H — разность высот. Это верно до тех пор, пока жидкость имеет непрерывность между двумя точками, то есть, если между точками можно провести непрерывную линию, проходящую только через жидкость.

Рис.7. Через жидкость можно провести непрерывную линию, точки соединения A и B. Следовательно, перепад давления между этими точками равен ρgH, где ρ — плотность жидкости.

Читатель может возразить, что поток жидкости в сифоне — это не статическая ситуация, а динамическая (движущаяся). Правда. Но когда сооружается сифон, сначала заполняют трубку и закрывают нижний конец трубки, предотвращая протекание жидкости.Это статическая ситуация, и устанавливается разница давлений между нижним концом трубки и уровнем жидкости в резервуаре. Давление внутри закрытого конца выше атмосферного. (Фактически, оно выше, чем где-либо еще в системе.) Как только нижний конец открывается, давление там падает до атмосферного, и импульс более низкого давления проходит вверх по трубке со скоростью звука в жидкости. Когда импульс достигает максимума, понижая давление до уровня ниже атмосферного, жидкость во входной трубке поднимается по мере инициирования потока.Очень быстро в трубке устанавливается новый градиент давления, обеспечивающий непрерывный поток. Чтобы проанализировать это, одержимый читатель может захотеть применить уравнение Бернулли для пересчета измененных давлений. Или обратитесь к этой статье «Сифон» А. Поттера и Ф. Х. Барнса, Physics Education, 42 , 488 (1971), чтобы узнать, как это делается.

Итог.

Сифонный поток поддерживает не атмосферное давление. Разница в весе жидкости в рукавах трубок не является причиной сифонного потока.Течение сифона является результатом гравитационной разности потенциалов между уровнем жидкости в резервуаре и в отверстии выпускной трубы. Гравитация — это , необходимая для работы сифона. Сифон — это неуравновешенная система с накопленной потенциальной гравитационной энергией, которая поддерживает поток жидкости.

(Критически настроенный читатель правильно заметил, что сцепление между частицами важно для сифонов. Он говорит, что «вы не можете откачивать песок».)

Автор хотел бы поблагодарить нескольких людей, которые предоставили пространные и полезные советы, которые помогли мне разобраться с моей мысленной паутиной по этому поводу.Но они предпочитают оставаться анонимными. Я могу понять нежелание углубляться в темы, которые вызывают горячие (и часто плохо информированные) споры в сети.

---

© 2014 Дональд Э. Симанек. Последние изменения: октябрь 2013 г., январь 2014 г.

Присылайте комментарии, исправления и дополнительные идеи по адресу, указанному справа.

---

Вернуться наверх.
Вернитесь в главную галерею музея.
Вернитесь на главную страницу Дональда Симанека.

Объяснение автоматического сифона колокола — Практическая разработка

Несколько месяцев назад пара профессоров инженерного дела построила совместную водяную машину Руба Голдберга на осеннем собрании Американского геофизического союза. Это всплывающее окно, посвященное науке о воде, было продемонстрировано на улицах Сан-Франциско, и мне посчастливилось быть одним из соавторов, которых пригласили разработать часть дисплея. Это быстрый проект, но он сработал очень хорошо, поэтому я хотел поделиться им с вами, ребята.

Вероятно, вы уже делали сифон раньше, и если да, то, вероятно, имеете хотя бы поверхностное представление о том, как он работает. Фундаментальный принцип основан на гидростатике или соотношении между высотой водяного столба и его давлением. В самой высокой точке сифона давление на самом деле ниже атмосферного, также известного как вакуум. Это позволяет атмосферному давлению подталкивать воду вверх над пиком сифона, чтобы сила тяжести могла нести ее остальную часть пути.В большинстве случаев этой теории достаточно, чтобы описать типичный сифон. Это очень удобный способ слить воду из резервуара или перекачать жидкость без насоса.

Но для начала работы сифону требуется некоторая помощь, также называемая заливкой. Есть классический способ заправить сифон ртом, но он работает только с короткими маленькими трубками и с жидкостями, которые безопасны для употребления в пищу человеком, не то чтобы это мешало бесчисленному количеству людей проглотить полный рот бензина, пытаясь позаимствовать немного из бензина. транспортного средства или слейте воду из бака газонокосилки.Если вы увлекаетесь пивоварением, вы, вероятно, использовали трость, которая иногда использует поршень для заполнения сифона. Для более крупных приложений, таких как осушение пруда, вам нужно проявить немного больше творчества. Типичный способ сделать это — установить клапан на выходе и порт на вершине сифона. При закрытом клапане вы можете заполнить трубу водой из порта. Закройте порт и откройте клапан, и, если повезет, ваш сифон вытянет все пузырьки воздуха и начнет сливать воду из пруда.

Но есть определенные случаи, когда было бы неплохо иметь возможность создать сифон без какого-либо вмешательства, самовсасывающий или автоматический сифон: следующий уровень сифонности. И этот проект — тому пример. Это демонстрация колоколообразного сифона, который я построил из акрилового листа и куска прозрачной трубы. Колокольный сифон состоит из трех основных частей: резервуара, колокола и стояка. Вот как это работает: когда вода заполняет резервуар, поверхность воды в равной степени подвергается атмосферному давлению.Снаружи колпака он подвергается воздействию атмосферы из открытого верха резервуара, а внутри колпака он подвергается воздействию атмосферного давления через пустую стояк. Когда вода поднимается, она в конечном итоге образует уплотнение над стояком внутри колпака, закрывая соединение колпака с атмосферным давлением. Когда вода падает через стояк, внутри колпака создается вакуум, вытягивая больше воды из резервуара вверх и наружу. В конце концов уровень воды в резервуаре опускается ниже колокола, позволяя воздуху проникать и разрушая сифон.Когда оставшаяся вода стекает из стояка, давление внутри колпака возвращается к атмосферному, и процесс начинается снова.

Это тот же механизм, что используется в чаше Пифагора, одном из старейших приспособлений для розыгрыша розыгрышей. Но есть и более прагматичные применения колокольного сифона. Многие септические системы используют подобное устройство для дозирования стоков в поле выщелачивания, что более эффективно, чем просто позволять ему постоянно стекать. Колоколообразные сифоны также распространены в гидропонике и аквапонике, чтобы создать для растений цикл влажного и сухого.Наконец, колокольные сифоны можно найти в общественных туалетах. YouTuber Big Clive снял многоступенчатый колокольный сифон, используемый для автоматического смыва писсуаров.

Сифон — классический пример науки, бросающей вызов нашей непосредственной интуиции. Вода течет в гору без насоса и движущихся частей. Колокольный сифон является отличным дополнением к этому благодаря своей способности заполняться, полностью устраняя необходимость в каком-либо вмешательстве. Спасибо Рольфу Хату и Питу Маркетто за приглашение сотрудничать с ними в этом проекте.Спасибо за просмотр и дайте мне знать, что вы думаете!

Предел высоты сифона

Хотя сифон использовался с древних времен, способы его работы были предметом разногласий ^1,2,3,4,5,6 . Были выдвинуты две конкурирующие модели: одна, в которой считается, что сифоны работают под действием силы тяжести и атмосферного давления, а другая — с учетом силы тяжести и сцепления жидкости. Ключевым доказательством атмосферной модели является то, что максимальная высота сифона приблизительно равна высоте столба жидкости, который может выдерживать атмосферное атмосферное давление.В этой модели сифон считается двумя расположенными спина к спине барометром. Еще одним свидетельством в пользу атмосферной модели является тот факт, что сифонный поток может происходить с воздушным пузырем внутри трубки, так что между молекулами воды нет физической связи. Доказательством в пользу модели гравитационного сцепления является то, что сифоны, как было показано, работают в условиях вакуума ^7,8,9 , и эта модель может объяснить любопытную водопадообразную особенность, когда сифон работает близко к барометрическому пределу ¹⁰ .

Обе модели сифона — атмосферная и когезионная — предсказывают, что максимальная высота сифона зависит от атмосферного атмосферного давления. В случае атмосферной модели давление атмосферы требуется, чтобы удерживать столб воды вместе. В модели когезии предел объясняется тем, что давление в верхней части сифона падает ниже давления водяного пара при данной температуре, так что возникает кавитация, то есть вода начинает кипеть, тем самым разрушая столб.

Однако модель когезии предсказывает, что, если кавитацию можно предотвратить, предел барометрической высоты может быть нарушен. Причина сплоченности в том, что поверхности требуют энергии, и поверхность вода / воздух ничем не отличается. Для воды поверхностную энергию часто называют поверхностным натяжением. Поверхностная энергия границы раздела вода / воздух 0,072 Дж / м ² . Создание пузырьков в воде требует затрат энергии из-за энергии поверхности пузырьков. Чтобы пузырь был устойчивым, он должен поддерживаться либо внутренним давлением газа, либо эквивалентным напряжением (отрицательным давлением) в воде.Для газа в пузырьке давление ( P ) определяется формулой (1). Это уравнение ¹¹ является точным для идеального газа, но является приближением для реального газа.

где γ — поверхностная энергия (Дж / м ² или Н / м), а r (м) — радиус пузырька. Хорошим эталонным давлением является атмосферное давление, равное 1,013 × 10 ⁵ Па (Н / м ² ). Внутреннее давление в одну атмосферу (или эквивалентное натяжение в воде) могло поддерживать пузырь радиусом r , где:

То есть внутреннее давление в одну атмосферу создается пузырьком в 1.Радиус 42 мкм (диаметр 2,8 мкм). Точно так же для пустого пузырька диаметром 2,8 мкм будет иметь место натяжение, равное поддержке одной атмосферы. Меньший пузырь будет поддерживать большее натяжение воды, а больший пузырь — меньшее натяжение воды. Пузырь диаметром 2,8 нм мог выдерживать давление воды, равное 1000 атмосфер (100 МПа).

Было проведено множество экспериментов для измерения прочности на разрыв воды ^{12,13,14,15,16,17,18,19,20} и были достигнуты значения до -150 МПа ²¹ .Все эти эксперименты проводились на статических образцах. В этой статье мы впервые сообщаем о сифоне, работающем при превышении барометрического предела при атмосферном давлении окружающей среды. Таким образом, мы демонстрируем объемный поток воды под напряжением.

В первоначальном эксперименте 60 мл обычной водопроводной воды с 4-миллилитровым слоем силиконового масла выдерживали под вакуумом <10 ^-3 Па в течение более трех недель. Во время начального процесса дегазации значительные объемы газа были выделены как из воды, так и из защитного слоя.Этот процесс обычно связывают с кипением, но, как указано в последующих разделах, этот эффект полностью обусловлен выходящими из воды растворенными газами. Небольшое количество воды (~ 2 мл) испарилось из исходного объема, в основном за счет обнажения поверхности воды при прохождении крупных пузырьков через покровный слой.

После того, как вода и защитный слой были полностью дегазированы, дальнейших потерь ни одной жидкости не происходило. После того, как сосуд на короткое время вернулся к атмосферному давлению, последующие откачки не привели к выделению большего количества газа из воды (видеоряд 1).Однако возвращение контейнера к давлению окружающего воздуха на несколько часов позволило газу реабсорбироваться в масляном покрывающем слое и в течение более длительного периода в воде под ним. Этот газ снова был выпущен при повторном вакуумировании контейнера.

В следующем эксперименте когезионная сила воды была проверена с использованием простой перевернутой U-образной трубки с основанием, подвергнутым воздействию вакуума, наподобие барометра (рис. 1). Первоначально U-образная трубка была установлена ​​ниже уровня поверхности жидкости, в то время как стеклянный сосуд был откачан и все газы полностью удалены сверху и внутри жидкости.Когда парциальное давление внутри сосуда снизилось до 7,5 ± 0,05 × 10 ^-1 Па, U-образная трубка была поднята путем подъема вершины трубки на высоту 300 мм над поверхностью масла. При плотности, немного меньшей, чем у воды, предполагалось, что поверхность нефти близка к поверхности гипотетической границы раздела воды и вакуума. Было замечено, что вода образовывала непрерывный столб без пузырьков / полостей, образующихся в верхней части трубы (рис. 2). Затем перевернутая U-образная трубка находилась в этом положении более четырех недель.По истечении этого времени U-образная трубка была дополнительно наклонена, так что вершина была на 400 мм над поверхностью, при этом парциальное давление над жидкостью снизилось до 5 ± 0,05 × 10 ^-3 Па. В этом положении наблюдался столб воды. быть стабильным без видимых пузырей в U-образной трубке даже через несколько часов.

Рисунок 1

Изображение вверху: экспериментальный аппарат для дегазации воды; Изображение справа: увеличенный вид шкалы Маклеода; Нижняя диаграмма: мерный стеклянный мерный цилиндр объемом 100 мл, заполненный 60 мл воды и покрытый 5 мл масла, установлен на небольшой лотке из плексигласа над турбомолекулярным насосом.Манометры имеют маркировку 1) APG-M-NW16, 2) AIM-S-NW25 и McLeod.

Рисунок 2

Схема водонаполненного U-образного барометра.

На нижнем рисунке показано положение во время откачки и дегазации воды с помощью масляного покрытия, а на верхнем рисунке показана U-образная трубка, наклоненная в положение, когда основание находится в вакууме.

Чтобы проверить способность воды сохранять сцепление в условиях потока, был сконструирован стеклянный сифон, позволяющий поддерживать в обоих резервуарах высокий вакуум (рис.3) аналогично тому, как это было сделано ранее Noaks ⁸ . В этой конфигурации во время процесса дегазации с U-образной трубкой, установленной ниже масла, уровень жидкости в обоих резервуарах был одинаковым при половинном заполнении каждого. Когда U-образная трубка затем поднималась в вертикальное положение, смещение в положении позволяло одному резервуару подниматься выше, чем другому, что приводило к небольшой разнице в высоте. Когда U-образная трубка изначально находилась в нижнем положении, вода дегазировалась до парциального давления 9.5 ± 0,05 × 10 ^-1 Па. Верхняя часть U-образной трубки была приподнята на 300 мм, и наблюдали, как вода течет из верхней камеры в нижнюю через сифонную трубку в нижнюю камеру (видеоряд 2) .

Рисунок 3

Фотография U-образного барометра в вакууме.

Показания давления даны в Па, а высота вершины составляет 300 мм над поверхностью жидкости.

Хотя поток был инициирован независимо от атмосферного давления внутри сифона, было отмечено, что движение резервуаров между статическими и текущими условиями обнажило поверхности, которые ранее были покрыты водой.Когда это произошло, давление в области вакуума поднялось выше 10 ³ Па. Понимая, что это представляет собой фундаментальный недостаток, в этой и в предыдущих попытках создания сифона для воды в условиях вакуума было сочтено, что Сифон умеренной длины не мог окончательно исключить влияние давления пара на опору колонны.

Чтобы не учитывать влияние внешнего давления, действующего на столб жидкости, был построен второй сифон, работающий в атмосферных условиях, с высотой выше номинального барометрического предела 10 м, с использованием воды, дегазированной с помощью вакуумного эксикатора (рис.4).

Рисунок 4

Схема сифона воды в вакууме.

На нижнем рисунке показано положение во время откачки и дегазации воды с масляным покрывающим слоем, а на верхнем рисунке показано положение сифона под наклоном, когда жидкость течет из верхнего резервуара в нижний, в то время как каждый резервуар находится под вакуумом.

Высота сифона, определяемая как расстояние по вертикали между поверхностью воды в верхнем резервуаре и вершиной трубы, начиналась с 1498 ± 2 см и увеличивалась до 1504 ± 2 см (рис.5). Атмосферное давление во время эксперимента составляло 99,8 ± 0,1 кПа. Эксперимент повторяли несколько раз, и пример показан в соответствующем дополнительном видео (видеоряд 3). После открытия обоих кранов в основании предварительно залитого сифона вода вытекала только из нижней из двух ветвей сифона (видеопоследовательность 4). Приблизительно 400 мл воды вытекло из верхнего резервуара в нижний за 850 с, что соответствует расходу 4,7 ± 0,05 × 10 ⁻⁷ м ³ с ⁻¹ и средней скорости 1.7 ± 0,05 × 10 ⁻² м с ⁻¹ .

Рисунок 5

Схема сифона выше барометрического предела с резервуарами, открытыми для воздуха.

Вода в верхнем резервуаре покрыта 5-миллиметровым слоем силиконового масла. Шкив используется на вершине, чтобы поддерживать длину трубы и предотвращать перегибы в трубе.

Чтобы измерить влияние капиллярного действия на подъем воды внутри сифонной трубки, один конец пустой сифонной трубки был погружен в дегазированную воду, которая была открыта для воздуха, а другой открытый конец трубки. удерживался выше уровня жидкости.Поскольку не наблюдали разницы между высотой жидкости внутри нейлоновой трубки и снаружи, капиллярное действие не принималось во внимание как играющее какую-либо существенную роль в сифонном процессе.

Возможность полностью дегазировать воду всегда представляла серьезную проблему при проведении экспериментов по исследованию прочности жидкости на разрыв. Широко известно, что большая разница, наблюдаемая как внутри, так и между разными методами исследования свойств воды, связана с непредсказуемой природой газов, растворенных в пределах ²² .В воде, свободной от всех растворенных газов, пузырьки образуются только тогда, когда энергия, полученная при образовании полости, превышает энергию связи окружающих молекул.

Таким образом, образование каверн в полностью дегазированной воде представляет собой предел сцепления молекул воды. Из используемых методов, таких как кипячение, обработка ультразвуком, мембранная дегазация и оттаивание с помощью замораживающего насоса, наиболее эффективными для удаления всех растворенных газов обычно считаются те, в которых вода подвергается воздействию вакуума. Это можно понять, экстраполировав на предел закона Генри

, где C — растворимость газа при фиксированной температуре в конкретном растворителе, k — постоянная Генри и P _gas — парциальное давление газ над жидкостью.Соответственно, при нулевом давлении количество растворенного газа также должно быть равно нулю. Однако из-за практических ограничений трудно достичь давления над поверхностью, намного ниже давления пара, которое для воды при 20 ° C составляет примерно 2,33 кПа, и, следовательно, всегда будут присутствовать некоторые растворенные газы.

При температурах выше точки замерзания и ниже точки кипения связи между соседними молекулами воды на границе раздела жидкость-воздух постоянно нарушаются и преобразуются.Этот постоянный обмен между молекулами, покидающими и воссоединяющимися, обычно находится в равновесии при атмосферном давлении и комнатной температуре, поэтому мы так часто видим жидкую воду на Земле. Однако, как только давление над границей раздела уменьшается или температура жидкости ниже повышается, равновесие смещается, и молекулы воды в среднем теряются из объема жидкости.

Простым методом преодоления потери воды является изменение энергетического барьера на поверхности воды путем нанесения слоя несмешивающейся жидкости над поверхностью.Плавая над водой жидкость с низким удельным весом и сверхнизким давлением пара, молекулы на границе раздела не могут покинуть воду и мигрировать через покрывающую жидкость на поверхность. Таким образом, потери при испарении, которые обычно возникают при давлении ниже давления водяного пара, значительно уменьшаются, если не полностью исключаются.

После первоначальной дегазации воды не было никаких дальнейших потерь на испарение или кавитации в объеме жидкости или на какой-либо границе раздела, когда давление окружающей среды было ниже 10 ⁻³ Па.Хотя можно было бы утверждать, что масло оказывало направленное вниз усилие на воду, повышая давление выше точки парообразования, с защитным слоем всего 5 мм, масло будет способствовать понижающему давлению менее 43 Па.

Было также замечено, что с поверхностью воды, покрытой маслом на стадии дегазации, было только падение температуры, измеренное с помощью ртутного термометра, когда поверхность воды подвергалась воздействию вакуума, как это произошло, когда большие пузырьки взорвались на поверхность.Затем температура воды со временем будет постепенно повышаться, возвращаясь к температуре окружающей среды в лаборатории. Это очень медленное повышение температуры отчасти объяснялось некоторой лучистой энергией, проходящей через переднюю часть камеры из плексигласа, но преимущественно за счет теплопроводности через устройство. Наблюдалось, что в течение 3 недель в вакууме температура воды оставалась стабильной и составляла приблизительно 21 ° C.

Это удивительное поведение объясняется рассмотрением динамики испарения, когда в среднем наиболее энергичные молекулы стремятся первыми покинуть поверхность.В этом случае из-за увеличения энергетического барьера на поверхности испарение не может происходить, поэтому чистая потеря энергии в системе незначительна или отсутствует, а температура остается постоянной. Следовательно, хотя масло действует как эффективный барьер для потерь воды при испарении, оно не препятствует транспортировке газа в любом направлении и не изменяет существенно градиент давления в жидкости. Следовательно, эти эксперименты показывают, что, хотя открытая вода действительно испаряется при низких парциальных давлениях, как и следовало ожидать, внутренняя кавитация или пузырьковое кипение не происходит при комнатной температуре даже при чрезвычайно низких давлениях окружающей среды.

Для сифона с растворенными газами максимальная высота ( h _м ) сифона составляет

, где P ₀ — атмосферное давление окружающей среды, P _v — давление водяного пара, v — средняя скорость воды, а остальные символы соответствуют определенным ранее в этой статье. Выражение для атмосферной модели такое же, как уравнение (3), за исключением того, что отсутствует член P _v .

Сифон в эксперименте, описанном в этой статье, явно работал выше барометрического предела, который при заданном барометрическом давлении составлял 10,18 ± 0,01 м для модели атмосферы и 9,94 ± 0,01 м для модели сцепления (без учета пренебрежимо малого члена скорости ). Следовательно, очевидно, что атмосферное давление не играет роли в переносе воды через вершину сифонной трубки. Поэтому ясно, что новое уравнение для максимальной высоты сифона требуется для ситуаций, когда кавитации не происходит.

Новое уравнение намного проще:

, где TS _w — предел прочности воды на разрыв. Так, например, если предел прочности образца воды составляет 1 МПа, максимальная высота сифона будет около 100 м. В случае сифона в этом эксперименте мы можем сказать, что предел прочности воды на разрыв был больше -0,15 МПа.

Экстраполируя эти результаты даже самых консервативных экспериментальных измерений напряжения, при котором возникает кавитация, можно сделать вывод, что когезионная сила полностью дегазированной воды способна поддерживать непрерывный вертикальный столб длиной более нескольких сотен метров.Хотя проведенный здесь эксперимент не приблизился к предсказанному абсолютному пределу, он действительно проливает свет на устойчивость текущей воды при растягивающем напряжении и на возможность создания устройства подходящих размеров для проверки такого предела. Эти эксперименты также подтверждают теорию сцепления-напряжения при восхождении сока на деревьях. Было бы интересно провести дальнейшие эксперименты, чтобы увидеть, можно ли использовать проточный сифон на высоте более 100 м. Если на вершине сифона можно поддерживать напряжение, достигающее кратковременного напряжения в несколько 100 бар, то в принципе сифон должен работать на высоте до нескольких километров.Однако было бы сложно проверить это экспериментально, требуя вертолета или БПЛА с потолком в несколько километров, способного выдержать несколько килограммов заполненных водой труб и кабеля, поддерживающего сифон. Также было бы интересно повторить эксперимент с трубкой большего диаметра. Ввиду множества аномалий объемной воды ²³ было бы интересно изучить физические свойства воды в режиме отрицательного давления сифона выше 10 м.

Сифоны и эффект сифона: этот засасывающий звук

Примечание редактора: Эта статья впервые появилась в ноябрьском номере журнала Pumps & Systems за 2007 год.

Прошлым летом я получил предложение от читателя Pumps & Systems обсудить сифоны и их влияние на напор насоса и поток в трубопроводе. Если вы похожи на меня, ваш первый опыт работы с одним из этих устройств, вероятно, привел к вашему первому — и, надеюсь, последнему — вкусу бензина. Сифон — это пример естественной и чрезвычайно простой машины, которой мы пользуемся ежедневно.

Самое раннее известное их использование относится к египтянам около 1500 г. до н.э., но принцип сифона не был описан примерно до 240 г. до н.э.Автором этой работы был греческий математик и изобретатель Тезибий Александрийский. Он был известен тремя крупными изобретениями: поршневым насосом, водяными часами и гидравликой, которая была предком органа. Все его письменные работы были утеряны, но его преемники называют его в своих трудах «отцом пневматики».

Истинные сифоны

Есть несколько определений сифона. Справочник по насосам дает пару слов: один объясняет это как «трубу или другой закрытый трубопровод, который поднимается и опускается», а более конкретное определение относится к «струйному насосу, который использует конденсируемый пар в качестве движущей жидкости.«Оба могут быть примерами сифонного эффекта, но ни один из них не описывает точно, как мне удалось перелить бензин из машины моего отца в нашу газонокосилку (и в свой рот).

Я определяю «настоящий» сифон как трубу или трубу, по которой жидкость может перемещаться с более высокого уровня на более низкий за счет атмосферного давления, заставляя ее подниматься по более короткой (или верхней) ноге, в то время как вес жидкости в более длинной ( или вниз) нога вызывает непрерывный нисходящий поток. Одна из ключевых фраз в этом определении — «непрерывный поток» — это отделяет настоящий сифон от сифонного эффекта, который может возникнуть в системе трубопроводов.

Хотя сифон кажется довольно простым, до сих пор ведутся споры о том, как он на самом деле работает. Очевидно, сила тяжести заставляет жидкость течь через нижнюю ногу, но что заставляет ее перемещаться по верхней ноге?

Если погрузить конец длинной трубки в емкость с водой, вода внутри трубки поднимется до уровня, равного уровню ее поверхности в емкости. Если бы вы удалили весь воздух из трубки, уровень внутри повысился бы до уровня, равного атмосферному давлению, давящему на поверхность контейнера.

Традиционное объяснение сифона гласит, что поток в нижнем колене под действием силы тяжести создает частичный вакуум в самой верхней части трубопровода. Этот частичный вакуум позволяет атмосферному давлению инициировать поток через верхнюю часть ноги. Это звучит разумно, но есть довольно много споров о влиянии сил сцепления молекул жидкости на поддержание потока. Я думаю, что разумно ожидать, что здесь играют роль и сплоченность, и частичный вакуум.

Рисунок 1. Схема простого сифона. (Рисунки любезно предоставлены ирригационным проектом Центральной Аризоны)

Здесь мы видим воду, текущую из верхнего резервуара и сливающуюся в нижний. Чтобы сифон работал непрерывно, высота верхней части (h) должна быть меньше атмосферного давления, а выходное отверстие нижней части (L ₂ ) должно находиться ниже поверхности верхнего резервуара (L ₁ ). . Сифонный канал также должен быть полностью заполнен и не содержать воздуха и паров жидкости.При нарушении любого из этих условий сифон перестанет работать. В идеальных условиях и при атмосферном давлении 34 фута (уровень моря) максимальная высота верхней части ноги ограничена примерно 33 футами.

Итак, если вы догадались, каково одно из наиболее распространенных применений сифона, которое мы видим каждый божий день? Это «Бесшумный бесклапанный фильтр для предотвращения сточных вод», запатентованный в Англии в 1819 году и более известный сегодня как унитаз со смывом.

Если вы посмотрите на многие современные туалеты сбоку, вы действительно сможете увидеть контур сифонной трубы.Высота верхней части ножки определяет статический уровень воды в чаше. При открытии промывочного клапана вода перетекает из бака в чашу, уровень воды поднимается, и вода начинает стекать в нижнюю ножку. Когда нижняя ножка полностью заполнена, система становится настоящим сифоном и заканчивается этим всасывающим звуком, когда резервуар и чаша пусты.

Сифон J под унитазом в ванной комнате часто называют «перевернутым» сифоном, но это совсем не сифон.Он опирается на вес воды в более длинной опускающейся ноге, чтобы заставить воду проходить через более короткую верхнюю ногу. После того, как унитаз полностью осушен, в нижней изогнутой части сифона остается немного воды, что предотвращает утечку канализационных газов обратно через канализацию.

Некоторые из лучших примеров перевернутых сифонов можно найти на Гавайях. Построенные в конце 1800-х — начале 1900-х годов, они переносят воду из оросительных канав через красивые долины, которые были слишком широкими для водных акведуков.Перевернутые сифоны также довольно часто встречаются в линиях передачи воды и сточных вод, которые должны опускаться вниз, чтобы пройти под шоссе или какое-либо другое препятствие, а затем снова подниматься с другой стороны.

Неудивительно, что настоящие сифоны широко используются для перемещения воды из одного места в другое. В конце концов, энергия, необходимая для их работы, бесплатна, и зачастую строительство наземной системы трубопроводов обходится дешевле. На двух фотографиях ниже показано инновационное приложение, использующее несколько сифонов для перекачки воды из оросительной канавы.Каждый сифон питает отдельную борозду и исключает необходимость в шлюзовых затворах или других методах отвода воды.

Рис. 2. Система трубопроводов, демонстрирующая сифонный эффект. Рис. 3. Трубопровод с верхними и нижними ветвями.

Большие сифоны широко используются во всем мире при больших объемных расходах. В США многие водные и ирригационные акведуки используют комбинацию трубопроводов, туннелей, сифонов, перевернутых сифонов, каналов и канав для перемещения воды на много миль от источника к месту использования.

Эффект сифона

Пока трубопровод заполнен, напор насоса, необходимый для поддержания потока, равен напору из-за трения и увеличения высоты между выпуском насоса и выпуском трубопровода. Это правило остается в силе, даже если какая-то промежуточная точка имеет отметку больше, чем выходная точка трубопровода.

На рисунке 3 показана простая система трубопроводов, иллюстрирующая это правило. Причина того, что большая высота (h ² ) между насосом и выпуском трубы не влияет на напор насоса, связана с восстановлением напора, обеспечиваемым «сифонным эффектом».«

Теперь, h ² необходимо учитывать при заполнении линии, но как только она наполняется полностью, нижняя колена отменяет свою дополнительную высоту, и высота, наблюдаемая насосом, будет h2. Если нижняя ветвь не протекает полностью, требуемый напор будет равен величине трения плюс сумма h ¹ и h ² . Основное различие между настоящим сифоном и сифонным эффектом заключается в том, что последний сам по себе не поддерживает поток.

Трубопровод с несколькими последовательными ветвями вверх и вниз.В этом примере каждая нижняя ветвь создает сифонный эффект, и общий напор, наблюдаемый насосом после заполнения линии, равен h ¹ плюс трение в линии из-за потока.

Хотя системы трубопроводов, которые поднимаются и опускаются, могут использовать эффект сифона, они также уязвимы для скопления увлеченного или растворенного воздуха в верхних точках. При неправильной вентиляции воздушные карманы могут уменьшить, а в некоторых случаях полностью перекрыть поток через систему.Вероятность этого увеличивается в системах трубопроводов с несколькими опорами вверх и вниз. Если в этих верхних областях остается некоторое количество воздуха, но поток сохраняется, высота подъема, необходимого для поддержания потока, будет h ¹ плюс сумма высот воздушных карманов в каждой нижней части.

Отпечатки классических статей Pumps & Systems заполняют пробел в нашей отрасли: основная информация для начинающих пользователей насосов. Если у вас есть полезная статья для обучения новых сотрудников или освежения себя в основах, расскажите нам об этом на странице pumpeditors @ cahabamedia.com.

Сифонирование физики — Закон Торричеллиса

Хорошо, поговорим о сифонах и законе Торричелли. Итак, сначала, что такое сифон? Что ж, сифон — это трубка, которую я вставляю в бассейн с водой или другой жидкостью, а затем вытаскиваю из верха, а затем я опускаю другой конец этой трубки ближе к земле, чем трубка в воде. И вот что происходит: если я могу инициировать поток, если я могу заставить эту жидкость течь вверх, так что она поднимается сверху, а затем падает вниз, она потянет за собой остальную жидкость.И поэтому люди будут использовать это для опорожнения бассейнов, а иногда и для опорожнения газовых баллонов, но это очень важный физический процесс, в котором используется принцип Бернулли. Что теперь за закон Торричелли? Закон Торричелли назван в честь итальянского физика Евангелисты Торричелли, который вывел его в 1643 году, и он сказал, что если вы возьмете емкость с жидкостью, и у вас будет отверстие на дне, то жидкость вытечет из этого отверстия. с той же скоростью, с которой он двигался бы, если бы просто взял жидкость сверху и уронил ее.

Теперь направление будет другим, если я возьму жидкость сверху и уроню ее, она пойдет вниз. Но если у меня есть резервуар, и я проделываю в нем дыру, жидкость будет течь горизонтально, но скорость такая же, и это закон Торричелли. Хорошо, давайте продолжим и рассмотрим проблему, связанную с сифоном, и мы увидим, где эта фигня Торричелли появляется, а также где появляется Бернулли, она будет возникать постоянно. Хорошо, давайте посмотрим на эту проблему с сифоном прямо здесь, у меня есть бассейн с водой, мы просто примем его за воду, хотя это может быть любая другая жидкость, и у меня есть шланг, я положил его конец шланга в точке c внизу на дне резервуара с водой, который находится на 5 метров ниже поверхности, затем я вытаскиваю его вверх и наружу.Он должен пройти через край контейнера, и это точка b, которая находится на 2 метра над поверхностью, а затем я опускаю другой конец до точки d, которая находится на 8 метрах ниже поверхности. Причина того, что сифон будет работать, заключается в том, что жидкость будет выходить здесь в более низкой точке гравитационного поля, чем земля, чем здесь, где она вошла.

Хорошо, так что то, что даст мне энергия, которая мне нужна, чтобы преодолеть этот потенциальный барьер. Теперь, если я просто оставлю эту штуку здесь, она ничего не сделает.Я должен сначала инициировать поток, хорошо, и способ, которым я это делаю, заключается в том, что я должен поставить насос и откачать немного воздуха в точке d, или я просто использую свой рот и очень быстро сосу подтянуть жидкость до точки b, чтобы понять, что она может упасть. А затем, как только я инициировал этот поток, я просто отхожу, и весь контейнер опустеет сам. Хорошо, как мы собираемся определить реальные цифры, связанные с этой проблемой? Что ж, оказывается, принцип Бернулли — это именно то, что нам нужно.Принцип Бернулли: давайте, я написал его здесь, теперь я написал его для случая постоянной плотности, что хорошо для воды, потому что вода почти несжимаема. Очень, очень сложно изменить плотность воды, для этого нужно большое давление, а этого у нас здесь не будет. Итак, у нас есть давление плюс плотность, умноженное на ускорение из-за силы тяжести, умноженное на высоту плюс квадрат скорости половинной плотности, является константой.

Теперь мы можем интерпретировать это точно так же, как сохранение энергии.Давление представляет собой своего рода потенциальную энергию, связанную с самой жидкостью, rho gh представляет собой потенциальную энергию гравитации, как и mgh, за исключением того, что I делится на объем, что, по сути, мы всегда делаем с жидкостями. Половина в квадрате родов — это как половина в квадрате кинетической энергии. Итак, это просто сохранение энергии, как и в случае практически всех проблем сохранения энергии, мы собираемся подойти к этому, найдя две разные точки. 1 момент, когда все это выражение действительно легко, и я могу оценить его, даже не пытаясь, и я знаю все числа, я могу просто записать его, и это то, что дает мне константу.И другой пункт, который содержит информацию, которую я хочу знать, и затем я просто говорю, хорошо, что они должны быть такими же. А потом я решу уравнение и получу все, что захочу. Хорошо, самая сложная часть этой проблемы, по сути, любая ее часть — это ее настройка, попытка решить, какие части мы хотим использовать и что мы знаем об этих частях. Я просто хочу показать вам, как это настроить, и дам вам ответы, но я проведу полный подробный расчет.

Хорошо, давайте перейдем к части a, часть a запрашивает у нас манометрическое давление для инициирования потока. Теперь помните, что манометрическое давление — это давление минус атмосферное давление. Теперь мы сказали, что для того, чтобы инициировать поток, нам нужно будет всосать конец этого шланга в точке d. Это означает, что давление здесь в точке b должно быть меньше атмосферного, поэтому манометрическое давление будет отрицательным. Хорошо, теперь, когда у нас инициирован поток, вода должна доходить до этой точки, как раз прямо в этой точке.Он еще не сдвинется с места, но будет приближаться к этому моменту. И я хочу знать давление прямо здесь, хорошо. Итак, мне нужны 2 разные точки в этом потоке жидкости, чтобы применить к ним принцип Бернулли. Хорошо, давайте посмотрим, очевидно, что я должен использовать точку b как одну из них, потому что я хочу давление в точке b, и как еще я собираюсь это получить? Какой еще пункт мне следует использовать? Что ж, оказывается, точка а — лучший вопрос, почему? Ну, потому что независимо от того, начал ли я точку потока a, это связано с водой, которая почти не движется прямо здесь на нулевой высоте.Обратите внимание, что все высоты измеряются относительно поверхности воды. Это означает, что поверхность воды, которую я могу взять на высоте 0, тогда высота точки b будет 2 метра, высота точки c будет отрицательной 5, а высота точки d будет отрицательной 8.

Правильно, так что моя восьмерка будет равна нулю в точке а, моя скорость будет равна нулю в точке а и какое у меня будет давление? Что ж, единственное, что оказывает влияние на воду в точке а, — это атмосфера. Таким образом, это будет атмосферное давление, и это означает, что все эти 3, сложенные вместе, сумма Бернулли будут равны p атмосфере, хорошо, так что это в точке a.В пункте b что у меня есть? Ну, черт возьми, я получил давление, я просто хотел запустить поток, поток еще не начался. Итак, моя скорость равна 0 в точке b, но мой рост равен 2, и поэтому все, что мне нужно сделать, это найти минус p в атмосфере, и если вы пройдете через числа, вы обнаружите, что датчик p, который равен p минус p атмосферный, отрицательный 19,600. Паскаль заметил, что оно отрицательное, а это означает, что давление меньше атмосферного. Хорошо, давайте перейдем к части b, поэтому часть b спрашивает у нас скорость потока.Как только поток был запущен, теперь он течет нормально, так что это не похоже на часть а, где я принял скорость равной 0.

Хорошо, поэтому мне нужно знать скорость потока, хорошо, снова я хочу использовать точку А как одну из моих точек, потому что точка А по существу не движется, потому что бассейн намного больше, чем шланг. Я имею в виду, что поток может течь через шланг, но эта поверхность всего бассейна опускается очень медленно, поэтому я просто проигнорирую это. Хорошо, у меня все еще есть p атмосферного в точке a, но какую точку я должен использовать, чтобы определить скорость потока? Хорошо, это немного сложно, хорошо, теперь, когда вы видели пару раз, вы привыкаете к этому, это имеет смысл, но это может быть не то, о чем вы подумали или о чем вы бы подумали.Мы собираемся использовать точку d, причина, по которой мы собираемся использовать точку d, заключается в том, что точка d открыта для атмосферы, а это означает, что ее давление должно равняться атмосферному давлению. Обратите внимание, что это неверно в точке b или в точке c. Я не знаю, какое там давление, поэтому не хочу использовать эти очки. Но в точке d я знаю, что давление p атмосферное, я знаю, что высота отрицательная 8, и я знаю, ну, я не знаю скорости, но это то, что я хочу. Половина в квадрате, теперь обратите внимание, что здесь происходит, и это на самом деле закон Торричелли, заметьте, он исходит непосредственно из принципа Бернулли, который является одной из приятных сторон принципа Бернулли.Как только вы его получите, вы сможете смахнуть всех со стола, потому что Бернулли дает вам все.

Хорошо, p атмосферный ушел, и посмотрите, что у нас здесь, плотность уменьшится, так что это даст нам rho g8, равное половине rho v в квадрате. Плотности сокращаются, и это даст нам v, равное квадратному корню 2g8. Теперь, когда 8 — это действительно высота, это должно быть знакомо по кинематике. Скорость равна квадратному корню 2 gh, и это именно то, что мы получаем, когда что-то роняем, так что это закон Торричелли.Вот почему это правда, потому что эти два давления отменяются. Хорошо, вот почему это правда, это прямо от Бернулли, очень, очень хороший, конечно, ответ, если вы просто вставите цифры, я думаю, это 12,54 метра в секунду. Хорошо, давайте перейдем к части c, я хочу знать давление в точке b во время потока. Хорошо, это довольно просто, хорошо, теперь, когда мы вроде как прошли через часть b, которая, я думаю, является самой сложной. Часть c довольно проста, я хочу знать давление в точке b, так какую точку я собираюсь использовать? Я собираюсь использовать точку b, какую еще точку мне следует использовать?

Хорошо, если я хочу узнать давление в точке b, я собираюсь использовать a и b, потому что a легко, а b содержит нужную мне информацию.Итак, я просто подключу, очевидно, снова, это будет просто p атмосферное, а затем для b у меня будет давление, которое я ищу, у меня будет высота, которая равна 2, и у меня будет v. это ответ, который я получил в части b, потому что поток через весь шланг имеет одинаковую скорость, так что мы готовы к этому. Подставьте все числа, и мы получим давление для части c, равное 3325 Паскаля. Хорошо, что в связи с этим ответом для части c важно отметить то, что это давление должно быть положительным.Обратите внимание, что он не запрашивает манометрическое давление, здесь мы не вычисляем манометрическое давление, мы вычисляем полное давление. Общее давление всегда должно быть положительным, теперь это давление здесь очень мало, я имею в виду, что 3,325 — это не обязательно небольшое число, но если вы сравните его с атмосферным давлением 101,325, это действительно очень мало. Так что это так близко к 0, почему? Потому что точки b и d здесь самая высокая часть и часть, где он выходит из шланга, находятся на расстоянии 10 метров друг от друга.

Самый высокий столб воды, который может выдержать атмосфера на Земле, равен 10.34 метра чуть больше этого. Вот почему это давление такое маленькое, если эта разница в высоте будет более 10,34 метра, тогда процесс откачки не будет работать так, как мы предполагали. По сути, скорость потока через шланг не будет постоянной, на всем протяжении вода будет увеличиваться по мере того, как она течет здесь, и она не заполнит весь шланг — это будет более сложная проблема. И это потому, что это атмосфера, которая движет всем этим, а атмосфера не может поддерживать больше 10.34 метра. Так что это просто повод подумать, не все проблемы, которые вы решаете таким образом, действительно сработают. Хорошо, на такой высоте эта разница в высоте должна быть достаточно небольшой, чтобы ее поддерживала атмосфера. Хорошо, давайте перейдем к части d, часть d запрашивает у нас манометрическое давление в точке c во время потока. Опять же, довольно просто, я хочу узнать некоторую информацию о точке c, я собираюсь использовать точку c. Точка а проста, как всегда, я собираюсь использовать точку А, и поехали.Итак, у нас будет p атмосферное в точке a, в точке c у нас будет давление, которое мы ищем, у нас будет высота отрицательная 5, и у нас будет эта половина rho v в квадрате. Если v — это то же самое, что мы нашли в части b, мы просто подключим эти вещи и найдем манометрическое давление, которое равно давлению минус p атмосферное.

Помните, что это то, что такое манометрическое давление, и ответ, который мы получаем для части d, будет отрицательным. 29 400 Паскаль заметьте, что это отрицательное значение, что означает, что давление меньше атмосферного.Это означает, что если я возьму свой палец и воткну его прямо здесь, шланг попытается его всосать. Это отрицательный момент, который говорит мне, что шланг всасывает воду. Хорошо, это как работает сифон, и вот как проявляется закон Торричелли.

Сифон — Первый гид по резервуару

Что такое сифон и как работает сифон?

(Путеводитель по первому танку)

Поддержите и поделитесь первым гидом по резервуару:

Твитнуть

Термин «сифон» является существительным, относящимся к трубе или трубе, которые позволяет воде (или другой жидкости) течь с высоты над на более высокую точку, а затем на более низкий уровень и глагол, означающий действие воды (или другой жидкости), текущей с высоты через трубу или трубу над какой-то более высокой точкой, а затем вниз до более низкой уровень.

Как работает сифон?

Сифон работает под действием силы тяжести. Да, гравитация может толкать воду вверх через холм или край вашего аквариума.

Вот как это работает. Гравитация тянет вниз всю воду в аквариум. Если на дне аквариума был слив а вы открыли слив, вся вода потечет, да?

Сифон как бы открывает этот слив.

Сифон работает, только если в сифонной трубке есть вода.если ты воткните один конец сифонной трубки в аквариум и опустите другой на полу ничего не происходит, да?

Итак, чтобы запустить сифон, вы на самом деле просто вода попадает в сифонную трубку и поднимается над ней. точка.

Как только вы начнете воду над самой высокой точкой, эта вода может тогда просто стечь на пол (или, надеюсь, в ваше ведро, если вы платите внимание).

Но это работает только для той небольшой части, которая вышла из-под контроля, верно?

Ну вроде.Помните, я упомянул гравитацию выше и указал что сила тяжести тянет вниз всю воду в аквариуме? Хорошо, сила тяжести также воздействует на воду в сифонной трубке. В вода, которая достигла верхней точки в сифоне, хочет просто текут с холма. Тот факт, что он стекает вниз, способствует потянув больше воды за высокую точку, потому что, ну, в противном случае был бы вакуум, а природа не терпит пустоты.

Таким образом, вода будет продолжать течь, даже если она должна уйти. немного в гору, пока конец сифона с ведром находится ниже чем поверхность воды в аквариуме, трубка беспрепятственно, а конец сифона в аквариуме находится ниже уровень воды в аквариуме.

Остановка сифона

Есть два разных способа «остановить» сифон. Ты можешь остановите сифон, остановив поток воды, или вы можете сломайте сифон, остановив поток воды таким образом, чтобы поток не может легко возобновиться.

Есть несколько способов остановить сифон. для аквариумного сифона, самый распространенный способ остановки сифона — положить палец на конец трубки «наружу» и просто не позволяйте воде течь. Этот также может быть выполнено с клапаном.

Сифон также остановится, если уровень воды выровняется. То есть скажем, если уровень воды на «выходном» конце сифона достигает такого же высокого как уровень воды на «входном» конце сифона, поток воды остановится.

Обычно есть два способа сломать сифон. Если любой конец сифонная трубка поднята выше уровня поверхности воды вы сливаете, сифон сломается. Сифон тоже может быть сломан (хотя я бы не рекомендовал его для сифона аквариума придется использовать снова на следующей неделе) купить, прокалывая линию на или рядом с верхней части линии и впуска воздуха в трубку.

---

---

---

«Вы очень помогли мне в прошлом, и в результате у меня были идеальные условия воды и здоровая рыба».

Kim, Виннипег

6 октября 2012 г.

Больше комментариев

«Просто хотел сказать спасибо за такой информационный веб-сайт. Я новичок в этом деле с аквариумами, поэтому я нашел всю информацию на вашем сайте очень полезной. […] Большое спасибо и отличная работа над сайт!»

Тим Цай

14 октября 2003 г.