Sifón
Un sifón (también deletreado sifón) es un tubo continuo que permite que el líquido se escurra de un depósito a través de un punto intermedio que es más alta o más baja, que el reservorio, el flujo es impulsado sólo por la diferencia de presión hidrostática, sin necesidad de bombeo . Es necesario que el extremo final del tubo es inferior a la superficie del líquido en el depósito.
Contenido

* 1 Historia
* 2 Operación
o 2.1 Teoría
o 2.2 Analogía
* 3 Requisitos prácticos
* 4 Aplicaciones
* 5 Sifón terminología
* 6 Muestra las regulaciones del código de construcción sobre el sifonaje de retorno
* 7 Auto-sifones
* 8 Sifones en la naturaleza
* 9 Explicación usando la ecuación de Bernoulli
o 9.1 de velocidad
o 9.2 La altura máxima de
* 10 sifones de vacío

* Historia

Es probable que Ctesibio fue el descubridor del principio del sifón. [1] Su alumno, Herón de Alejandría, escribió extensamente acerca de sifones en el tratado, Neumática. [2] Incluso relieves egipcios antes de 1500 a. C. representan sifones para extraer líquidos de los frascos de almacenamiento de gran tamaño. [3].

El sifón se utilizó por primera vez como un arma por la armada bizantina, y el método más común de implementación fue a emitir fuego griego, una fórmula de fuel-oil, a través de un tubo de bronce de gran tamaño en las naves enemigas. Por lo general, la mezcla se almacena en barricas climatizada, a presión y se proyecta a través del tubo por una especie de bomba mientras los operadores se refugiaron detrás de los escudos de hierro. No está claro si se trataba de sifones real o sólo las bombas que utiliza la presión del aire para proyectar el fuego griego. "Algunos aparato llamado" sifón "(σιφων) se utilizó". "Los sifones fueron, al parecer, la llama-proyectores, o bombas de mano o reservorios de trabajo de los mecánicos de fuerza-bomba". [4] En el siglo noveno, los hermanos Banu Musa inventó un sifón de doble concéntricos, que se describe en su libro de los dispositivos ingeniosos. [1]
* Operación
* Teoría

Un sifón típico que lleva un líquido por encima de un obstáculo, funciona porque la gravedad que tira hacia abajo en las columnas de líquido en cada lado, provoca una disminución de la presión hidrostática en la parte superior de las dos columnas. Puesto que la presión en la parte superior de la columna más alta es menor que la presión en la parte superior de la columna más corta, el líquido fluye hacia la columna más alta. La reducción de la presión causada por la gravedad que tira abajo de la columna más alta de líquido es suficiente para succionar el líquido del depósito superior y hasta la columna más corta, al igual líquido aspirado una pajita. Es importante tener en cuenta sin embargo que la succión de líquido sobre la parte superior del sifón no es como tirar el líquido. Para decir que está chupando es sólo otra manera de decir que la presión se reduce en la parte superior del sifón y la presión atmosférica empuja el líquido por el sifón.
El modelo de cadena es una analogía útil, aunque imperfecto para el funcionamiento de un sifón

Un modelo simplificado conceptual de un sifón es que es como una cadena que pende sobre una polea con un extremo de la cadena apilados sobre una superficie superior a los demás. Dado que la longitud de la cadena en el lado más corto es más ligero que la longitud de la cadena en la parte más alta, la gravedad tire de la cadena hacia la superficie inferior, y en el lado más corto, la cadena se tira hacia arriba y sobre la polea.

Hay dos problemas principales con el modelo de cadena de un sifón. La primera es que en prácticamente todos los casos prácticos, gases disueltos, la presión de vapor, y la falta de cohesión con las paredes del tubo, conspiran para hacer que la práctica totalidad de la resistencia a la tensión dentro del líquido, ineficaz para el sifón. Así, a diferencia de una cadena que tiene una fuerza de tracción significativa, líquidos prácticamente no tienen resistencia a la tracción en condiciones típicas del sifón, y por lo tanto el líquido en el lado de aumento no puede ser levantado, en la forma en que se tiró de la cadena en el lado naciente. (Una excepción notable común donde los líquidos pueden tener resistencia a la tensión es grande en los capilares de los árboles, donde tal vez ha sido el agua purificada o filtrada de gases de efecto sobre la absorción por el árbol)
Incluso la caída de la pierna más ligera baja de C a D puede causar que el líquido de la pierna más pesados superior a fluir hacia arriba y sobre en el depósito inferior

El segundo problema con el modelo de cadena de la aspiración es que el líquido entre el depósito superior y la cresta del sifón puede ser mucho más pesado que el líquido por encima del depósito inferior, y el sifón puede funcionar todavía. Por ejemplo, si el tubo del depósito superior hasta la parte superior del sifón tiene un diámetro mucho mayor que la sección de tubo desde el depósito inferior a la parte superior del sifón, la sección más corta superior del sifón puede tener un peso mucho mayor de líquido en ella, y sin embargo el sifón funciona con normalidad, ya que la presión hidrostática en la parte superior del sifón sólo depende de la altura del líquido por encima de los depósitos no, la anchura o la forma de los tubos.
Cuando la columna de líquido se deja caer de C a D, la presión reducida en la parte superior (B) permitir que la presión atmosférica en el depósito superior (A) para empujar el líquido en el depósito superior hasta B y en la parte superior . No hay resistencia a la tracción de líquido que se necesita.

Un ocasional falta de comprensión de sifones es que se basan en la resistencia a la tracción del líquido para sacar el líquido hacia arriba y sobre el aumento. Mientras que el agua se ha encontrado que tienen una gran resistencia a la tracción en algunos experimentos (por ejemplo, con la fascinante z-tubo [5]), y algunos sifones, podrá hacer uso de dicha cohesión, sifones comunes fácilmente se puede demostrar que no necesitan líquidos resistencia a la tracción en todo funcione. Para demostrarlo, la pierna más larga más baja de un sifón común puede ser conectado en la parte inferior y llenó casi hasta la cresta con el líquido, dejando la parte superior y superior de la pierna más corta que contiene sólo aire a presión ambiente. Cuando se quita el tapón y el líquido en la pierna más baja se deja caer, se producirá una reducción de la presión en la parte superior del sifón, lo que resulta en el líquido en el depósito superior se elevó en el área de la presión atmosférica reducida por presión que actúa en el depósito superior. El líquido entonces se suele barrer la burbuja de aire hacia abajo y hacia fuera del tubo y continuará operando como un sifón normal. Como no hay contacto entre el líquido a cada lado del sifón en el inicio de este experimento, no puede haber cohesión entre las moléculas del líquido para extraer el líquido sobre el aumento. Esta demostración puede fallar si la burbuja de aire es tan larga que a medida que viaja hacia abajo el brazo inferior del sifón se desplaza tanto líquido que la columna de líquido en la pierna más baja del sifón ya no es más pesado que la columna de líquido empujado hacia arriba la pierna más corta del sifón.

El flujo ascendente de agua en un sifón no viola la conservación de la energía, porque se gasta más energía por el agua que cae abajo de la pierna del sifón que se gana por el agua que fluye encima de la pierna superior del sifón. Una vez iniciado, un sifón no requiere energía adicional para que el líquido fluye hacia arriba y fuera del depósito. El sifón se extraiga el líquido del depósito hasta que el nivel desciende por debajo de la ingesta, permitiendo que el aire u otro gas de los alrededores para romper el sifón, o hasta la salida del sifón es igual al nivel del embalse, lo que ocurra primero. La energía se conserva debido a que el punto de drenaje final es más bajo que el nivel del líquido del depósito.

La altura máxima de la cresta está limitada por la presión atmosférica, la densidad del líquido y su presión de vapor. Cuando la presión dentro de las gotas de líquido debajo de la presión de vapor del líquido, pequeñas burbujas de vapor puede comenzar a formarse en el punto más alto y el efecto sifón terminará. Este efecto depende de la eficiencia con el líquido puede nucleada burbujas, en la ausencia de impurezas o superficies rugosas para actuar como sitios de nucleación fácil para las burbujas, sifones temporal puede superar la altura máxima estándar durante el tiempo adicional que se necesita burbujas para nuclear. Para el agua a presión atmosférica normal, la altura máxima del sifón es de aproximadamente 10 m (33 pies), para el mercurio es 76 cm (30 pulgadas).
* Analogía

Una analogía aproximada de entender sifones es imaginar un tren de largo, sin fricción que se extiende desde la llanura, encima de una colina y luego cuesta abajo en el valle por debajo de la llanura. En tanto que el valle está por debajo de la llanura, la parte del tren en el lado del valle de la montaña será más largo y más pesado que la parte en el lado plano de la colina, por lo que la parte del tren de caer en el valle puede tirar el resto del tren hasta la colina y el valle. Lo que no es obvio es lo que mantiene juntos el tren cuando el tren es un líquido en un tubo. En esta analogía, la presión atmosférica ambiental y las fuerzas intermoleculares en la bodega del tren líquido juntos. Si el tren trata de cresta de una colina que es demasiado alto, el peso del tren ejercerá una fuerza que supera la fuerza de los acoplamientos entre los vagones del tren, provocando su rotura. Esto es equivalente a la presión en la parte superior del sifón cayendo por debajo de la presión de vapor del líquido, donde las fuerzas del ambiente atmosférico y intermoleculares ya no son lo suficientemente fuertes como para mantener las moléculas en fase líquida, por lo que las burbujas de vapor se empiezan a formar romper el sifón. (Tenga en cuenta que los líquidos típicos tienen presiones de vapor mucho menor que la presión atmosférica, por lo que a menudo una buena aproximación a considerar simplemente que la presión en las gotas de líquido por debajo de cero.) La analogía del tren está demostrado en un "modelo de sifón de la cadena" [6 ], en una larga cadena en una polea fluye entre dos vasos
* Práctica requisitos

Un tubo sencillo se puede utilizar como un sifón. Una bomba externa tiene que ser aplicada para iniciar el líquido que fluye y cebar el sifón. Esto puede ser una boca humana. Esto se hace a veces con cualquiera de las mangueras sin fugas para desviar la gasolina del tanque de gasolina de un vehículo de motor de un tanque externo. (Sifón de gasolina en la boca a menudo da lugar a la ingestión accidental de gasolina, que es muy venenoso, o aspiración que en los pulmones, que puede causar la muerte o daño pulmonar. [2]) Si el tubo está inundado de líquido antes de parte del tubo se eleva por encima del punto intermedio alto y se tiene cuidado de mantener el tubo inundado, mientras que se está levantando, no se requiere de la bomba. Dispositivos vendidos como sifones vienen con una bomba sifón para iniciar el proceso de sifón. Cuando la aplicación de un sifón para cualquier aplicación, es importante que la tubería sea lo más pequeño a la exigencia de lo posible. Uso de las tuberías de un diámetro demasiado grande y, a continuación el límite de la corriente por medio de válvulas o tuberías constrictiva parece aumentar el efecto de las preocupaciones anteriormente citados más de gases o vapores de recolección en la cresta que sirven para romper el vacío. Una vez que el vacío se reduce el efecto sifón se pierde.

La reducción del tamaño de la tubería utilizada más cerca de los requisitos parece reducir este efecto y crea un sifón más funcional que no requiere de constante re-cebado y volver a arrancar. En este sentido, donde el requisito es para que coincida con un flujo en un recipiente con un flujo de dicho recipiente (para mantener un nivel constante en un estanque alimentado por un arroyo, por ejemplo), sería preferible utilizar dos o tres más pequeños por separado tuberías paralelas que se pueden iniciar como sea necesario en lugar de intentar utilizar un tubo de grandes sola y tratar de acelerador.
* Aplicaciones
Sifón la cerveza después de una primera fermentación

Cuando ciertos líquidos tiene que ser purificada, sifón puede ayudar a prevenir ya sea la parte inferior (heces) o la parte superior (la espuma y flotadores) de ser trasladados fuera de un contenedor en un nuevo contenedor. Sifón es, pues, útil en la fermentación del vino y la cerveza por esta razón, ya que puede mantener las impurezas no deseadas fuera del nuevo envase.

Construido por la propia sifones, hecha de tubos o tubos, se puede utilizar para evacuar el agua de las bodegas después de las inundaciones. Entre el sótano inundado y un lugar más profundo fuera de una relación se construye, mediante un tubo o tubos de algunos. Ellos están llenos de agua a través de una válvula de admisión (en el extremo más alto de la construcción). Cuando los extremos se abren, el agua fluye a través de la tubería en el alcantarillado o al río.

Sifón es común en los campos de regadío para transferir una cantidad controlada de agua de una acequia, zanja por encima del muro, en surcos.

sifones de gran tamaño pueden ser utilizados en obras sanitarias municipales y de la industria. Su tamaño requiere un control a través de válvulas a la entrada, salida y la cresta del sifón. El sifón puede ser preparado por el cierre de la admisión y puntos de venta y llenar el sifón en la cresta. Si tomas y salidas se encuentran sumergidas, una bomba de vacío se puede aplicar en la cresta para cebar el sifón. Como alternativa, el sifón puede ser preparado por una bomba, ya sea la entrada o salida.

Gas en el líquido es una preocupación en sifones grandes [7]. El gas tiende a acumularse en la cresta y si se acumula suficiente para romper el flujo del líquido, el sifón deja de funcionar. El sifón se agravará el problema porque a medida que el líquido se eleva a través del sifón, la presión disminuye, haciendo que los gases disueltos en el líquido que sale de la solución. Mayor temperatura acelera la liberación de gas de los líquidos para mantener una temperatura constante, baja ayuda. Cuanto más tiempo el líquido se encuentra en el sifón, el gas se libera más, por lo que un sifón más corto ayuda en general. Local puntos altos se atrapar el gas para las piernas de entrada y salida deben tener inclinaciones continua sin puntos intermedios de alta. El flujo del líquido de burbujas se mueve por lo tanto el partido de ida el consumo puede tener una pendiente poco profunda como el flujo empujará las burbujas de gas a la cresta. Por el contrario, la pierna de salida debe tener una pendiente para permitir que las burbujas se mueven contra el flujo de líquido, aunque otros diseños convocatoria de una pendiente poco profunda en la pierna de salida y también para permitir que las burbujas se llevarán a cabo del sifón. En la cresta del gas puede quedar atrapado en una cámara encima de la cresta. La cámara tiene que ser preparado de nuevo de vez en cuando con el líquido para eliminar el gas.
* Sifón terminología

Bowl sifón
sifones Bowl son parte de los inodoros. Sifón de acción en los sifones recipiente sifón el contenido de la taza del inodoro y crea el inodoro característica "chupar" de sonido.
Algunos baños también utilizan el principio de sifón para obtener la descarga real de la cisterna. La descarga se activa mediante una palanca o mango que funciona una bomba de pistón simple diafragma como que impulsa el agua suficiente a la cresta del sifón para iniciar el flujo de agua que luego se vacía por completo el contenido de la cisterna en el inodoro. La ventaja de este sistema era que el agua no se filtrara a excepción de la cisterna cuando se sonrojó.
urinarios temprana incorporado un sifón en la cisterna que descarga automáticamente en un ciclo regular, porque hubo un goteo constante de agua limpia que se alimentan a la cisterna por una válvula ligeramente abierta.

Trampa en un lavabo que funciona como un sifón invertido

sifón invertido.
Un sifón invertido no es una aspiración, sino un término que se aplica a las tuberías que deben caer por debajo de una obstrucción para formar una "U" trayectoria del flujo en forma. sifones invertidos son comúnmente llamadas trampas de su función en la prevención de los gases malolientes cloacas de regresar de los desagües y las veces y la toma de objetos densos como los anillos y los componentes electrónicos recuperarse después de caer en el desagüe. [cita requerida] líquido que fluye en uno de los extremos simplemente fuerzas líquido y por el otro extremo, pero los sólidos como la arena se acumula. Esto es especialmente importante en los sistemas de aguas residuales o alcantarillas que hay que pasar por debajo de ríos u otras obstrucciones profundas donde el mejor término es "alcantarillado deprimido". Grandes sifones invertidos se utilizan para transportar el agua se lleva en los canales o canales de flujo a través de valles, para el riego o la extracción de oro.
Sifonaje de retorno
Sifonaje de retorno es un término aplicado a la plomería limpias las tuberías de agua que se conectan directamente en un depósito sin un espacio de aire. Cuando el agua se entrega a otras áreas del sistema de plomería en un nivel inferior, el efecto sifón tenderá al agua del sifón de vuelta de la reserva. Esto puede resultar en la contaminación del agua en las tuberías. Sifonaje de retorno no debe confundirse con la expulsión. Sifonaje de retorno es el resultado de los líquidos a un nivel inferior sacando agua de un nivel superior. Reflujo es totalmente impulsado por la presión en el propio embalse. Reflujo no puede ocurrir a través de un intermediario de alta punto. Sifonaje de retorno puede fluir a través de un medio punto más alto y por lo tanto mucho más difícil de evitar.
Válvula anti-sifón
válvulas anti-sifón [8], es necesaria en tales diseños. Los códigos de construcción a menudo contienen secciones específicas sobre sifonado de retroceso y, especialmente, para los grifos externos. (Véase el código de ejemplo la construcción de más abajo.) La razón es que los grifos externos se puede unir a las mangueras que se puede sumergir en un organismo externo de agua, como un estanque de jardín, piscina, acuario o la lavadora. Si la presión dentro del sistema de abastecimiento de agua caída, el agua externa puede ser desviado de nuevo en el sistema de agua potable a través del grifo. Otro punto de posible contaminación es el consumo de agua en el tanque del inodoro. Una válvula anti-sifón también es necesario aquí para evitar las caídas de presión en la línea de suministro de agua de sifón de agua fuera del tanque del inodoro (que pueden contener aditivos tales como "baño azul") y la contaminación del sistema de agua. válvulas anti-sifón funciona como una válvula de retención de una sola dirección.
válvulas anti-sifón también se utilizan médicamente. La hidrocefalia, o exceso de líquido en el cerebro, se puede tratar con una derivación que drena el líquido cefalorraquídeo en el cerebro. Todas las derivaciones tienen una válvula para aliviar el exceso de presión en el cerebro. La derivación puede llevar a la cavidad abdominal de tal manera que la toma de derivación es significativamente inferior a la ingesta de derivación cuando el paciente está de pie. Por lo tanto un efecto de sifón puede tener lugar y en lugar de simplemente aliviar el exceso de presión, la derivación puede actuar como un sifón, completamente drenar el líquido cefalorraquídeo en el cerebro. La válvula en la derivación puede ser diseñado para evitar que esta acción de sifón para que la presión negativa sobre la fuga de la derivación no resulta en exceso de drenaje. Sólo el exceso de presión positiva dentro del cerebro debe resultar en el drenaje [9] [10] [11].
Tenga en cuenta que la válvula anti-sifón en derivaciones médicas está impidiendo el flujo hacia adelante exceso de líquido. En los sistemas de tuberías, la válvula anti-sifón es evitar el reflujo.
Otros anti-sifón dispositivos
Junto con válvulas anti-sifón, anti-sifón dispositivos también existen. Los dos no están relacionados en su aplicación. Sifón se puede utilizar para eliminar el combustible de los tanques. Con el creciente costo del combustible, se ha vinculado en varios países a nivel mundial para el aumento en el robo de combustible. Camiones, con sus tanques de combustible de gran tamaño, son más vulnerables. El dispositivo anti-sifón evita que los ladrones de la inserción de un tubo en el tanque de combustible.
Sifón barómetro
Un barómetro de sifón es el término que aplica a veces a más simple de los barómetros de mercurio. Un tubo continuo en forma de U del mismo diámetro en todo está sellado en un extremo y lleno de mercurio. Cuando se coloca en la posición vertical, el mercurio fluirá lejos del extremo cerrado, formando un vacío parcial, hasta equilibrarse con la presión atmosférica en el otro extremo. El término "sifón" se utiliza porque el mismo principio de la presión atmosférica que actúa sobre un líquido se aplica. La diferencia de altura del líquido entre las dos ramas del tubo en forma de U es la misma que la altura máxima intermedio de un sifón. Cuando se usa para medir otras presiones que la presión atmosférica, un barómetro de sifón se llama a veces un indicador de sifón y no debe ser confundido con un pluviómetro sifón. medidores de presión Sifón rara vez se utilizan hoy en día.
Sifón botella

Sifón botellas

Una botella de sifón (arcaicamente llamado siphoid [12]) es una botella a presión con un orificio de ventilación y una válvula. La presión dentro de la botella impulsa el líquido hacia arriba y afuera de un tubo. Se trata de un sifón en el sentido de que la presión impulsa el líquido a través de un tubo. Una forma especial fue el gasógeno.
Sifón taza
Una taza de sifón es el reservorio (francesa) de la pintura unido a una pistola. Esto es para distinguirlo de los embalses alimentados por gravedad. Un uso arcaico del término es una taza de aceite en el que se desvía el aceite de la copa, a través de una mecha de algodón o un tubo a una superficie a lubricar.
Sifón pluviómetro
Un pluviómetro sifón es un indicador de lluvia que puede grabar las lluvias durante un período prolongado. Un sifón se utiliza para vaciar automáticamente el medidor. A menudo es llamado simplemente un "indicador de sifón" y no debe ser confundido con un medidor de presión sifón.
sifón de Garza
sifón de Garza es un sifón que trabaja en la presión de aire positiva y, a primera vista parece ser una máquina de movimiento perpetuo. En una configuración ligeramente distinta, también es conocido como fuente de Herón [13].
Venturi Sifón
Un sifón Venturi, también conocido como un eductor, es esencialmente un venturi que está diseñado para agilizar el fluido que circula en una tubería de tal manera que un puerto de entrada situada en la garganta del venturi se puede utilizar para desviar otro fluido. Ver la cabeza de presión. La baja presión en la garganta del venturi se llama un sifón cuando un segundo líquido se introduce, o un aspirador cuando el fluido es el aire.
Siphonic evacuación de aguas pluviales
drenaje siphonic techo hace uso del principio de sifón para llevar el agua desde el techo horizontal múltiples drenajes a una bajante único y aumentar la velocidad de flujo [3]. deflectores de aire en las aberturas de techos drenen reducir la inyección de aire que provoca embolias en sifones. Una de las ventajas de esta técnica de drenaje es la reducción de diámetro de la tubería necesaria para drenar un área del techo superficie dada, hasta la mitad del tamaño. Otra ventaja es la eliminación de la tubería de paso o gradiente requerido para la tubería de drenaje del techo convencional.

* Ejemplo de normas del código de construcción sobre el sifonaje de retorno

A partir del código de construcción de Ontario: [14]

7.6.2.3.Back sifonado

1. Cada sistema de agua potable que suministra un accesorio o un tanque que no está sujeto a presiones superiores a la atmosférica debe ser protegido contra copia de sifón por una válvula antirretorno.
2. Cuando un suministro de agua potable está conectada a una caldera, el tanque, camisa de refrigeración, sistema de rociadores de césped u otro dispositivo en un líquido no potable puede estar bajo la presión de salida que está por encima de la atmósfera o el agua puede ser sumergido en el líquido no potable, el suministro de agua deberán estar protegidos contra el reflujo por un dispositivo antirretorno.
3. Cuando un BIBB manguera se instala fuera de un edificio, dentro de un garaje, o cuando exista un riesgo concreto de contaminación, el sistema de agua potable estará protegido contra el reflujo por un dispositivo antirretorno.

* Auto-sifones

El término auto-sifón se utiliza en un número de maneras. Los líquidos que están compuestos de polímeros de larga puede "auto-sifón" [15] [16], y estos líquidos no dependen de la presión atmosférica. Auto-succión de líquidos polímeros funcionan igual que el modelo de sifón de la cadena en la parte inferior de la cadena tira del resto de la cadena hacia arriba y sobre la cresta. Este fenómeno también se conoce como un sifón sin cámara de aire [17].

"Self-sifón" es también de uso frecuente en la literatura de ventas por los fabricantes de sifón para describir sifones portátil que contiene una bomba. Con la bomba, no de succión externa (por ejemplo, de la boca de una persona / pulmones) es necesario para iniciar el sifón y por lo tanto el producto es erróneamente descrito como un "auto-sifón".

Si el depósito superior es tal que el líquido no puede elevarse por encima de la altura de la cresta del sifón, el aumento de líquido en el depósito puede "auto-prime" el sifón y todo el aparato se describe como un "auto-sifón" [18] . Una vez preparado, como un sifón seguirá funcionando hasta que el nivel del embalse superior cae por debajo de la ingesta del sifón. Tal sifones autocebantes son útiles en algunos pluviómetros y presas.

La acción capilar puede ser utilizado en sifones autocebante. En estos, se empapa de agua hacia arriba (en un tubo relleno de algodón) y por debajo de la cresta para comenzar el sifón poco a poco, y como el peso se añade a la corriente hacia abajo, este tipo de sifón se acelera, pero nunca será tan rápido como el mismo diámetro de la manguera abierta.
* Sifones en la naturaleza

El término "sifón" se utiliza para una serie de estructuras de la anatomía humana y animal, ya sea porque los líquidos que fluyen están involucrados o porque la estructura tiene la forma de un sifón, pero en la que ningún efecto sifón reales que ocurren es: ver Sifón (biología).

Los biólogos debaten si el mecanismo de sifón juega un papel en la circulación de la sangre [19]. Se teoriza que las venas forman un bucle continuo con las arterias de tal manera que la sangre fluye por las venas la sangre del sifón hasta ayudar a las arterias, especialmente en las jirafas y serpientes [20]. Algunos han concluido que el mecanismo de sifón ayudas circulación de la sangre en las jirafas [21]. Muchos otros disputa este [22] [23] y los experimentos no muestran efectos de aspiración en la circulación humana [24]. Algunos citan presión negativa en el cerebro como apoyo a la función del efecto sifón en el cerebro [25].
* Explicación usando la ecuación de Bernoulli

la ecuación de Bernoulli se puede aplicar a un sifón para derivar el caudal y la altura máxima del sifón.
Ejemplo de un sifón con anotaciones para describir la ecuación de Bernoulli

Deje que la superficie del depósito superior se la elevación de referencia.
Que el punto A es el punto de inicio de sifón, inmerso en el embalse superior y en una profundidad d por debajo de la superficie del depósito superior.
Que el punto B el punto intermedio de alta en el tubo de aspiración a la altura de + HB por encima de la superficie del depósito superior.
Que el punto C es el punto de drenaje del sifón a la altura-HC por debajo de la superficie del depósito superior.

la ecuación de Bernoulli:

{V ^ 2 \ over 2} + + Gy {P \over \rho} = \ Mathrm {constant}
v \; = velocidad del líquido a lo largo de la línea de corriente
g \; a la baja = aceleración gravitacional
y \; elevación = en el campo gravitatorio
P \; = presión a lo largo de la línea de corriente
\ Rho \, = densidad del líquido

Aplicar la ecuación de Bernoulli a la superficie del depósito superior. La superficie se corresponden técnicamente como depósito superior está siendo drenado. Sin embargo, para este ejemplo vamos a suponer el depósito para ser infinito y la velocidad de la superficie pueden ser puestos a cero. Por otra parte, la presión en la superficie y el punto de salida C es la presión atmosférica. Por lo tanto:

{0 ^ 2 \ over 2} + g (0) + {P_ \ mathrm {atm} \ Mathrm sobre \ rho} = \ {constant} (Ecuación 1).

Aplicar la ecuación de Bernoulli al punto A al comienzo del tubo de aspiración en el depósito superior, donde P = PA, v = vA ey =-d

{^ V_A 2 \ over 2} + {-gd P_A \ over \ rho} = \ mathrm {constant} (Ecuación 2).

Aplicar la ecuación de Bernoulli al punto B en el punto intermedio alto del tubo de aspiración donde P = PB, v = VB y = HB

{^ V_B 2 \ over 2} + {+ gh_B P_B \ over \ rho} = \ mathrm {constant} (Ecuación 3).

Aplicar la ecuación de Bernoulli en el punto C, donde se vacía el sifón. Donde v = VC y y =-HC. Además, la presión del punto de salida es la presión atmosférica. Por lo tanto:

{^ V_C 2 \ over 2} + {-gh_C P_ \ mathrm {atm} \ Mathrm sobre \ rho} = \ {constant} (Ecuación 4).

* Velocidad

Como el sifón es un sistema único, la constante en las cuatro ecuaciones es el mismo. Marco ecuaciones 1 y 4, iguales entre sí da:

{0 ^ 2 \ over 2} + g (0) + {P_ \ mathrm {atm} \ Over \ rho} = {^ v_C 2 \ over 2} + {-gh_C P_ \ mathrm {atm} \ Over \ rho}

Solución para VC:

Velocidad de aspiración:

v_C = \ sqrt {} 2gh_C

La velocidad del sifón es, pues, impulsado únicamente por la diferencia de altura entre la superficie del embalse superior y el punto de drenaje. La altura del punto intermedio alto, HB, no afecta a la velocidad del sifón. Sin embargo, como el sifón es un sistema único, VB = VC y el punto intermedio alto, se limita la velocidad máxima. El punto de drenaje no se puede bajar de forma indefinida para aumentar la velocidad. La ecuación 3 se limitará la velocidad a una presión positiva en el punto intermedio alto para evitar la cavitación. La velocidad máxima se puede calcular mediante la combinación de las ecuaciones 1 y 3:

{0 ^ 2 \ over 2} + g (0) + {P_ \ mathrm {atm} \ Over \ rho} = {v_B ^ 2 \ over 2} + {+ gh_B P_B \ over \ rho}

Marco PB = 0 y despejando vmax:

Máxima velocidad del sifón:
v_ \ mathrm {max} = \ Sqrt {2 \ left ({P_ \ mathrm {atm} \ Over \ rho}-gh_B \ right)}

La profundidad,-d, del punto de entrada inicial de la aspiración en el depósito superior, no afecta a la velocidad del sifón. No hay límite a la profundidad del punto de inicio del sifón está implícito en la ecuación 2 como la presión aumenta con la profundidad PA d. Estos dos hechos implican el creador de la parte inferior del sifón puede desnatada o descremada parte superior del depósito superior sin afectar al rendimiento del sifón de.

Tenga en cuenta que esta ecuación para la velocidad es la misma que la de cualquier objeto que cae la altura de HC. Tenga en cuenta también que esta ecuación asume PC es la presión atmosférica. Si el final del sifón está por debajo de la superficie, la altura hasta el final del sifón no se puede utilizar, sino que la diferencia de altura entre los depósitos deben ser utilizados.
* Altura máxima

Marco ecuaciones 1 y 3 iguales entre sí da:

{0 ^ 2 \ over 2} + g (0) + {P_ \ mathrm {atm} \ Over \ rho} = {v_B ^ 2 \ over 2} + {+ gh_B P_B \ over \ rho}

La altura máxima del punto intermedio alto se produce cuando es tan alta que la presión en el punto intermedio-alto es cero, lo más normal es que esto causará que el líquido se forman burbujas y si las burbujas se agrandan para llenar la tubería a continuación, el sifón se 'break '. Marco PB = 0:

P_ {\ mathrm {atm} \ Over \ rho} = {v_B ^ 2 \ over 2} + gh_B

Solución de HB:

General altura del sifón:

h_B = {P_ \ mathrm {atm} \ Over \ rho g} - ^ v_B {2 \ over 2 g}.

Esto significa que la altura del punto intermedio alto se ve limitada por la velocidad del sifón. Más rápido sifones resultado en una menor altura. Altura se maximiza cuando el sifón es muy lento y VB = 0:

Altura máxima de aspiración:
h_ \ mathrm {max} = {P_ \ mathrm {atm} \ G más de \ rho}

Esta es la altura máxima que un sifón funciona. Es simplemente que el peso de la columna de líquido hasta el punto intermedio alto equivale a la presión atmosférica. Sustituyendo los valores se darán aproximadamente 10 metros de agua y 0,76 metros para el mercurio.
* Vacío sifones

Sin embargo, la limitación de altura sobre el supuesto que un líquido no puede tener una presión negativa. En la práctica, los líquidos como el agua y el mercurio presentan una propiedad conocida como resistencia a la tracción y pueden, en determinadas condiciones de tomar las presiones negativas. Un ejemplo es en árboles altos, donde se tira el agua desde las raíces más allá de 10 metros, la limitación convencional impuesta por la gravedad y la presión atmosférica.

Sorprendentemente, los experimentos han demostrado claramente que sifones pueden operar en el vacío, a condición de que los líquidos son puros y desgasificado y las superficies son muy limpios. [4] [5] Sin embargo típica sifones prácticas hacen poco o ningún uso de la fuerza de tracción de líquido para lograr sus efecto, en lugar de depender de la presión atmosférica.

No puede ser posible que un sifón para operar en el vacío si el líquido no se adhiere a la superficie del tubo. Por ejemplo, el agua en el tubo de vidrio, sifones o mercurio en el tubo de cobre pueden trabajar en el vacío, mientras que el agua en el tubo de teflón o mercurio en los sifones tubo de vidrio no.
* Véase también

* 1992 una explosión en Guadalajara para los detalles de un accidente con un sifón.
* Pistola de gravedad