kastin 发表于 2019-12-20 15:03:52

不过要提到的是,如果流动速度过大,比如超过声速(马赫数大于1),那么就要考虑空泡的可压缩性了(空泡可以看成是气体),因此伯努利方程就不成立了(成立条件之一是不可压流体);此外,空泡如果发生了破裂,那么流动会产生局部不稳定的高压脉动,因而管内流动也不再是定常流动了,因此伯努利方程也会不成立。于是上面的结论就不再成立。

hujunhua 发表于 2019-12-20 17:10:16

kastin 发表于 2019-12-20 14:35
L大于10.3只是为了抵消右端大气压的作用,剩余只要给流体一个速度,就能吸出来水 ...
怎么能“ L>10.3"呢,别说是 L, 就是 H+L(右侧水柱高度) 也不能大于 10.3, 否则右边的水柱仅自顶部往下量到10.3长的这一段能托住,再往下的那部分会掉下去,空气进入右边管子下部。

初速度、蒸汽压的影响都不用考虑。想多了。

dlsh 发表于 2019-12-20 20:12:30

没有完全看懂

hujunhua 发表于 2019-12-21 04:42:01

5楼视频的技巧要点和解释

要点:
1、上提时堵住管口,下压时松开管口,交替进行。
2、高提快压。即上提时重点是行程,不是速度,下压时才重在速度。
      (高提不一定是高度方向,给下压准备足够的行程就好。拳头收回来,打出去才有力,一个道理)

解释:
这个操作能排出管上端的空气,使管中充满水的原理在于惯性。
是什么:快速下压时,水的惯性使之保持在其高度不随水管下行,水柱与水管产生相对运动,从而下端入水,上端排气。所以下压时要松开管口排气。
不是什么:不是快速上提给管中水向上的速度和动能。你完全可以稳稳地、慢慢地上提,劳逸结合。

最后:
虹吸现象的产生不在于管中预充的水有向外的初速和动能,而在于两边液面高度不同存在的静压差。
这一点与匀速运动的原理不同。在无阻尼的情况下,维持匀速运动的是惯性。
但是,启动和维持虹吸现象的都是静压差,不是惯性。所以不要考虑什么初速度。


kastin 发表于 2019-12-21 18:28:26

视频里面管子两端压力都是大气压,因此排除空气后(保证连续性)也可以堵住管口一端慢慢提,放到比缸内液面低的地方松开,就能发生虹吸(跟初速度无关,因为两端气压一样,重力势能直接变为动能),12楼讨论的跟视频里面不是一回事,那里说的是两端气压差为负的情况下,可以通过给予初速度(保证流体连续),然后让两端液面高度差足够大以抵消气压差,虹吸就能发生。例如左端高,气压是1Pa,右端低,气压是1.3Pa,如果高度差h大于0.3pa所支持的液柱高度,那么只要保证管内充满流体(维持流体的连续性,速度提供惯性是一种方式),就能发生虹吸。

不过,伯努利方程没有考虑压力绝对大小,它只是从微分方程积分得来,所以考虑的是差值所满足的关系(类似于动能定理,只管动能差等于功,而不管动能的绝对值,但实际上动能不可能无穷大,接近光速运动就要用相对论力学了),并未限定其绝对值大小不能低于或超过多少,但物理实际情况是,压力低于某个值,连续性可能无法得到保证——

如果负的静压差太大,这就要求液面差非常高,因此管子中流动的液体压力会降低,比如若管顶距离1个大气压作用下的液面之上7m高度左右,里面的水就发生蒸发,产生大量气泡,从而流体连续性失效,导致伯努利方程不成立,从而虹吸不会维持;就算把水换成其他的流体,假设压力降低永远不会发生蒸发,但压力继续降低到零之后不再降低(9楼提到的是绝对压强不可能变为负,最多只能降低为零),所以中间必然出现真空柱,流体不连续,虹吸不会发生。即便能出现绝对负压(低于零的压力),从物理实际上来说,绝对负压会导致液体分子无法聚拢成团,全部被拉散,此时根本就不是流体,自然也就不能发生虹吸。

dlsh 发表于 2019-12-22 08:40:59

谢谢两位老师参与!昨天晚上实际试验,按照胡老师的要点操作,还是很难抽出来,只在水位比较接近桶顶时才容易成功,可能是不熟的原因。
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查看完整版本: 虹吸管中水的流速