虹吸渣的应用有哪些

1975年至1981年在对位于河南省登封县告成镇的阳城遗址的发掘中，发现有战国晚期的城市管道供水系统，其中实际应用了倒虹吸。整个供水设施由输水管、控制流量的控制坑、沉淀泥沙的澄水池、贮水坑和蓄水瓮等组成。供水管路共有八条，沿地形由高向低布设，总长有数千米之多。输水管内径约为12.3厘米，在淹没条件下，输水流量可达20～30升/秒。  
　　输水管路由直通管、三通排气管，三通分水管、四通控水管等部件衔接组成，均为陶制。其中陶直通管与陶三通排气管衔接情况如图2-14所示，陶四通管的造型如图2-15所示，输水管路多数铺设在开凿于红砂岩的沟槽中。较深的沟槽达1.2～2.0米。②  
　　大约在公元前180年左右在土耳其境内古希腊帕加马城建有大型城市输水管沟，水从海拔约360米的源头，跨越两条山谷输送至这座城堡，而城堡制高点只比源头低约40米。其中当有跨百余米山谷的倒虹吸。③古罗马著名建筑师维特鲁威在写于2000年前的不朽名著《建筑十书》中，详细地记述了当时输水管网的建设要点。对于倒虹吸，维特鲁威还特别指出，为了倒虹吸的安全运行，需要修建镇墩和排气竖管。①  
　　①对《管子??度地》渠道坡降计算和水跃的描述，是姚汉源先生于1962年最先提出的。  
　　②河南省文物研究所、中国历史博物馆考古部，登封王城岗与阳城，文物出版社，1992年，第229~246页。  
　　③参见チヤ-ルズ??シンガ一等编，平田宽、八杉龙一译，技术の历史——地中海文明と中世(下)，筑摩书房，第581～583页。PeterJames，Ancient  Inventions，颜可维译，世界古代发明，世界知识出版社，1999年，第388页。  
　　有一种形式的输水管称倒虹吸，它是在渠道与道路、河流发生交叉或在渠道穿越山谷时经常采用的一种立交水工建筑物。早在2000多年前，中国已有成功的运用。与虹吸管一样，它在立面上也呈弓形；不同的是，其弓弯向下。而且，虽然倒虹吸管和虹吸管的输水原理相同，即都借助于上下游的水位差，但倒虹吸在开始工作时不需人为地制造管中的真空，因而更为普及。  
　　倒虹吸主要用于农田水利工程中。渠道与道路、河流等发生交叉时，既可采用渡槽，如北宋时曾在引用泾水的郑白渠上使用过；也可采用倒虹吸，如南宋时曾在引用褒水的山河堰上使用过。这种大型倒虹吸多采用浆砌块石构筑，也可用竹筒连接而成。在唐朝诗人杜甫的诗歌中和元代科学家王祯所著的《农书》中都可见到对输水渠道上使用倒虹吸的描述和记载。

虹吸渣原理  　　虹吸渣现象是液态分子间引力与位能差所造成的，即利用水柱压力差，使水上升后再流到低处。由于管口水面承受不同的大气压力，水会由压力大的一边流向压力小的一边，直到两边的大气压力相等，容器内的水面变成相同的高度，水就会停止流动.利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出。  原理概括  　　原理概括：由于压强差在起作用。当弯管两侧中同一液面的压强不同时，管中的水（或其它液体）就会向着压强较小的一侧流动。  虹吸原理的发现和应用概况  　　虹吸管是人类的一种古老发明，早再公元前1世纪，就有人造出了一种奇特的虹吸管.  事实上，虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的，在真空里也能产生虹吸现象.使液体向上升的力是液体间分子的内聚力.在发生虹吸现象时，由于管内往外流的液体比流入管子内的液体多，两边的重力不平衡，所以液体就会继续沿一个方向流动.在液体流入管子里，越往上压力就越低.如果液体上升的管子很高，压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成)，虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的.因为气泡会使液体断开，气泡两端的气体分子之间的作用力减至0，从而破坏了虹吸作用，因此管子一定要装满水.在正常的大气压下，虹吸管的作用比在真空时好，因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力.  　　设想一下，太阳能集热器内储满冷水，当太阳能集热器吸收太阳能时，里面的水受热膨胀，密度变小，就上升到上面的热交换器中。而密度较大的冷水则回流到集热器的底部，在吸收了热能后，继续膨胀上升  　　热循环运动被称为热虹吸效应，集热器和热交换器之间的温差越大，水体在两者之间的循环流动的速度越快。  在中国的应用  　　中国人很早就懂得应用虹吸原理。应用虹吸原理制造的虹吸管，在中国古代称“注子”、“偏提”、“渴乌”或“过山龙”。东汉末年出现了灌溉用的渴乌。西南地区的少数民族用一根去节弯曲的长竹管饮酒，也是应用了虹吸的物理现象。宋朝曾公亮《武经总要》中，有用竹筒制作虹吸管把峻岭阻隔的泉水引下山的记载。中国古代还应用虹吸原理制作了唧筒。唧筒是战争中一种守城必备的灭火器。宋代苏轼《东坡志林》卷四中，记载了四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面。其书载：以竹为筒，“无底而窍其上，悬熟皮数寸，出入水中，气自呼吸而启闭之，一筒致水数斗。“明代的《种树书》中也讲到用唧筒激水来浇灌树苗的方法，对于虹吸原理，中国古代也有论述。南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》说：“瓶存二窍，以水实之，倒泻；闭一则水不下，盖（气）不升则（水）不降。井虽千仞，汲之水上；盖（气）不降则（水）不升。”有两个小孔的瓶子能倒出水，如果闭住一个小孔，另一个小孔外面的空气压力会比瓶里水的压力大，水就流不出来。唐代王冰《素问》注中，有关大气压力的物理现象记述得较清楚，王冰曰：“虚管溉满，捻上悬之，水固不汇，为无升气而不能降也；空瓶小口，顿溉不入，为气不出而不能入也。”指出一个小口的空瓶灌不进水是因为瓶里气体出不来。宋代俞琰在《席上腐谈》中补充了前人的发现，说；“予幼时有道人见教，则剧烧片纸纳空瓶，急覆于银盆水中，水皆涌入瓶而银瓶铿然有声，盖火气使之然也；又依法放于壮夫腹上，挈之不坠。”在空瓶里烧纸，由于火把瓶里的一部分空气赶出瓶外，火熄灭后瓶里就形成负压，造成一定的真空，瓶外的空气压力就把瓶紧紧地压在人腹上。如果把瓶放在水里，水就立即涌入瓶里。明代庄元臣在《叔苴子·内篇》中也指出把葫芦勺倒压入水中，水并没有进入葫芦里，这是因为葫芦里有空气。  条件  　　利用虹吸原理必须满足三个条件：  　　1、管内先装满液体  　　2、管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度。  　　3、出水口比上容器的水面必须低。这样使得出水口液片受到向下的的压强（大气压加水的压强）大于向上的大气压。保证水的流出。

虹吸是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管从开口于更低的位置流出。工程上市排水，金融上是利用内幕消息进行盈利群体，导致的基本面分析失效的局面。