虹吸管中水的流速

kastin

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

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

没有完全看懂

hujunhua

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

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

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。