Введение

Устройство, включающее поток жидкости через трубы – это сифон (; также пишется сифон) – любое из множества устройств, в которых происходит течение жидкости по трубам. В более узком смысле, это слово относится, в частности, к трубе в форме перевернутой буквы "U", которая заставляет жидкость течь вверх, над поверхностью резервуара, без использования насоса, а за счет падения жидкости, текущей вниз по трубе под действием силы тяжести, с последующим выходом на уровне ниже поверхности резервуара, из которого она поступила. Существует две основные теории, объясняющие, как сифоны заставляют жидкость течь вверх, против силы тяжести, без перекачки и используя только силу тяжести. Традиционная теория на протяжении веков заключалась в том, что сила тяжести, притягивающая жидкость вниз на выходной стороне сифона, создает пониженное давление в верхней части сифона. Затем атмосферное давление способно выталкивать жидкость из верхнего резервуара вверх, в область пониженного давления в верхней части сифона, подобно тому, как это происходит в барометре или при использовании соломинки, и далее переливать ее. В связи с этим была предложена теория когезионного натяжения, объясняющая работу сифона, где жидкость перетекает через сифон подобно цепному фонтану. Не обязательно, чтобы одна из этих теорий была верной, возможно, обе теории верны в различных условиях окружающей атмосферного давления. Теория атмосферного давления и гравитации не может объяснить работу сифонов в вакууме, где отсутствует значительное атмосферное давление. Однако теория когезионного натяжения и гравитации не может объяснить газовые сифоны, сифоны, работающие при наличии пузырьков, и сифон летящих капель, где газы не создают значительной тяги, а жидкости, не находящиеся в контакте, не могут оказывать когезионное усилие. Все известные опубликованные теории в современной науке признают уравнение Бернулли как достаточно точное приближение для идеализированной сифонной работы без учета трения.

История

Египетские рельефы, датируемые 1500 годом до н.э., изображают сифоны, используемые для откачки жидкостей из больших хранилищ. Прямым доказательством использования сифонов греками является чаша справедливости Пифагора в Самосе, относящаяся к VI веку до н.э., а также их применение греческими инженерами в III веке до н.э. в Пергаме. Герон Александрийский подробно описал сифоны в своем труде «Пневматика». Братья Бану Муса из Багдада в IX веке изобрели двойной концентрический сифон, описание которого они включили в свою «Книгу гениальных устройств». Издание, отредактированное Хиллом, содержит анализ этого двойного концентрического сифона. Сифоны продолжали изучаться в XVII веке в связи с поршневыми насосами (и недавно изобретенными вакуумными насосами), особенно с целью определения максимальной высоты подъема жидкостей насосами (и сифонами) и объяснения кажущегося вакуума в верхней части ранних барометров. Первоначально это явление объяснялось Галилео Галилеем с помощью теории *horror vacui* (физика) («природа не переносит пустоты»), восходящей к Аристотелю, которую Галилей перефразировал как *resintenza del vacuo*, однако впоследствии это было опровергнуто более поздними исследователями, в частности Эванджелистой Торричелли и Блезом Паскалем – см. Барометр: история.

Теория

Практический сифон, работающий при типичных атмосферных давлениях и высотах трубок, работает, потому что сила тяжести, действующая на более высокий столб жидкости, создает пониженное давление в верхней части сифона (формально – гидростатическое давление, когда жидкость неподвижна). Это пониженное давление в верхней части означает, что сила тяжести, действующая на более короткий столб жидкости, недостаточна для удержания жидкости в состоянии покоя против атмосферного давления, подталкивающего ее вверх в зону пониженного давления в верхней части сифона. Таким образом, жидкость течет из области повышенного давления верхнего резервуара вверх в зону пониженного давления в верхней части сифона, перетекает через верхнюю точку, а затем, под действием силы тяжести и более высокого столба жидкости, вниз в область повышенного давления на выходе. Существует ряд проблем с цепной моделью сифона, и понимание этих различий помогает объяснить фактический принцип работы сифонов. Во-первых, в отличие от цепной модели сифона, не вес на более высокой стороне по сравнению с более короткой стороной имеет решающее значение. Скорее, разница в высоте от поверхности резервуаров до верхней точки сифона определяет баланс давления. Например, если трубка от верхнего резервуара до верхней точки сифона имеет значительно больший диаметр, чем более высокая часть трубки от нижнего резервуара до верхней точки сифона, то более короткий верхний участок сифона может содержать значительно больший объем жидкости, и тем не менее меньший объем жидкости в нисходящей трубке может поднимать жидкость вверх по более широкой восходящей трубке, и сифон может функционировать нормально. Хотя в некоторых экспериментах было обнаружено, что вода обладает значительной прочностью на растяжение (например, в Z-образной трубке), и сифоны в вакууме полагаются на такую когезию, можно легко продемонстрировать, что обычным сифонам вообще не требуется прочность жидкости на растяжение для функционирования. Вода и другие жидкости могут казаться лишенными прочности на растяжение, поскольку при захвате и растягивании горсти жидкости они легко сужаются и разрываются. Однако прочность жидкости на растяжение в сифоне возможна, когда жидкость прилипает к стенкам трубки и тем самым сопротивляется сужению. Любые загрязнения на стенках трубки, такие как жир или пузырьки воздуха, или другие незначительные факторы, такие как турбулентность или вибрация, могут привести к отрыву жидкости от стенок и потере всей прочности на растяжение. Более подробно можно рассмотреть, как гидростатическое давление изменяется в статическом сифоне, последовательно рассматривая вертикальную трубку от верхнего резервуара, вертикальную трубку от нижнего резервуара и горизонтальную трубку, соединяющую их (предполагая U-образную форму). На уровне жидкости в верхнем резервуаре жидкость находится под атмосферным давлением, и по мере подъема вверх по сифону гидростатическое давление уменьшается (вследствие изменения вертикального давления), поскольку вес атмосферного давления, толкающего воду вверх, уравновешивается столбом воды в сифоне, толкающим вниз (до тех пор, пока не будет достигнута максимальная высота барометра/сифона, при которой жидкость не может быть поднята выше) – гидростатическое давление в верхней части трубки тогда ниже атмосферного давления на величину, пропорциональную высоте трубки. Проведя аналогичный анализ для трубки, поднимающейся из нижнего резервуара, можно получить давление в верхней части этой (вертикальной) трубки; это давление ниже, потому что трубка длиннее (больше воды оказывает давление вниз) и требует, чтобы нижний резервуар находился ниже верхнего резервуара, или, в более общем смысле, чтобы выходной патрубок находился ниже поверхности верхнего резервуара. Рассматривая теперь горизонтальную трубку, соединяющую их, можно увидеть, что давление в верхней части трубки от верхнего резервуара выше (поскольку поднимается меньше воды), в то время как давление в верхней части трубки от нижнего резервуара ниже (поскольку поднимается больше воды), и поскольку жидкости перемещаются из области высокого давления в область низкого давления, жидкость течет по горизонтальной трубке из верхнего бассейна в нижний бассейн. Жидкость находится под положительным давлением (сжатием) по всей трубке, а не под напряжением. Уравнение Бернулли в научной литературе считается достаточно точным приближением для описания работы сифона. В неидеальных жидкостях сжимаемость, прочность на растяжение и другие характеристики рабочей жидкости (или нескольких жидкостей) усложняют уравнение Бернулли. После запуска сифону не требуется дополнительная энергия для поддержания потока жидкости вверх и из резервуара. Сифон будет вытягивать жидкость из резервуара до тех пор, пока уровень не опустится ниже впускного отверстия, позволяя воздуху или другому окружающему газу разорвать сифон, или пока выход сифона не сравняется с уровнем резервуара, в зависимости от того, что произойдет раньше. Помимо атмосферного давления, плотности жидкости и силы тяжести, максимальная высота гребня в практических сифонах ограничивается давлением паров жидкости. Когда давление внутри жидкости падает ниже давления паров жидкости, в самой высокой точке могут начать образовываться крошечные пузырьки пара, и эффект сифона прекратится. Этот эффект зависит от того, насколько эффективно жидкость может образовывать пузырьки; при отсутствии примесей или шероховатых поверхностей, служащих легкими центрами зарождения пузырьков, сифоны могут временно превышать свою стандартную максимальную высоту в течение длительного времени, необходимого для зарождения пузырьков. Один сифон с дегазированной водой был продемонстрирован в течение длительного периода времени. Для воды при стандартном атмосферном давлении максимальная высота сифона составляет примерно ; для ртути она составляет , что является определением стандартного давления. Это равно максимальной высоте вакуумного насоса, который работает по тому же принципу. Отношение высот (около 13,6) равно отношению плотностей воды и ртути (при заданной температуре), поскольку столб воды (соответственно, ртути) уравновешивается столбом воздуха, создающим атмосферное давление, и, действительно, максимальная высота (пренебрегая давлением паров и скоростью жидкости) обратно пропорциональна плотности жидкости.

Современные исследования работы сифона

В 1948 году Малкольм Нокс исследовал сифоны, работающие как под давлением воздуха, так и в частичном вакууме; для сифонов в вакууме он пришел к выводу: "Гравитационная сила, действующая на столб жидкости в отводящей трубе, минус гравитационная сила в подводящей трубе, заставляет жидкость двигаться. Следовательно, жидкость находится в состоянии растяжения и испытывает продольное напряжение, которое, при отсутствии возмущающих факторов, недостаточно для разрыва столба жидкости". Однако для сифонов с небольшой высотой подъема, работающих при атмосферном давлении, он писал: "Напряжение в столбе жидкости нейтрализуется и изменяет направление под воздействием сжимающего эффекта атмосферы на противоположных концах столба жидкости". Гравитация, давление и молекулярная когезия были в центре внимания работы, проведенной в 2010 году Хьюзом в Квинслендском технологическом университете. Он использовал сифоны при атмосферном давлении и пришел к выводу: "Поток воды из нижней части сифона зависит от разницы высот между притоком и оттоком и, следовательно, не может зависеть от атмосферного давления". Исследователи, отец и сын, Раметт и Раметт успешно перекачивали углекислый газ под давлением воздуха в 2011 году и пришли к выводу, что молекулярная когезия не требуется для работы сифона, но: "Основное объяснение действия сифона заключается в том, что как только трубка заполнена, поток инициируется большим притяжением гравитации к жидкости на более длинной стороне по сравнению с более короткой стороной. Это создает падение давления по всей сифонной трубке, подобно тому, как 'всасывание' через соломинку снижает давление по всей ее длине до точки всасывания. Окружающее атмосферное давление в точке всасывания реагирует на пониженное давление, заставляя жидкость подниматься вверх, поддерживая поток, как в соломинке, постоянно используемой для коктейля". В 2011 году Рихерт и Биндер (из Гавайского университета) изучили сифон и пришли к выводу, что молекулярная когезия не требуется для его работы, а он зависит от гравитации и разницы давлений, написав: "Когда жидкость, первоначально заполняющая длинную ногу сифона, устремляется вниз под действием гравитации, она оставляет после себя частичный вакуум, который позволяет давлению в точке входа верхнего резервуара толкать жидкость вверх по ноге с этой стороны". В 2011 году, в журнале Physics Today, Дж. Дули из Университета Миллерсвилла заявил, что для работы сифона необходимы как разница давлений внутри сифонной трубки, так и прочность жидкости на растяжение. Исследователь из Государственного университета Гумбольдта, А. МакГайр, изучал течение в сифонах в 2012 году. Используя передовое универсальное программное обеспечение для многофизического моделирования LS DYNA, он исследовал инициализацию давления, течение и распространение давления внутри сифона. Он пришел к выводу: "Давление, гравитация и молекулярная когезия могут быть движущими силами в работе сифонов". В 2014 году Хьюз и Гурунг (из Квинслендского технологического университета) провели эксперимент с водяным сифоном при различных давлениях воздуха, от уровня моря до высоты 11,9 км (39000 футов). Они отметили: "Поток оставался более или менее постоянным во время подъема, что указывает на то, что сифонный поток не зависит от окружающего барометрического давления". Они использовали уравнение Бернулли и уравнение Пуазейля для изучения разницы давлений и потока жидкости внутри сифона. Их вывод был следующим: "Из вышеизложенного анализа следует, что между молекулами воды, входящими и выходящими из сифона, должна существовать прямая когезионная связь. Это верно при всех атмосферных давлениях, при которых давление в верхней точке сифона выше давления пара воды, за исключением ионных жидкостей".

Практические требования

В качестве сифона можно использовать обычную трубку. Для начала потока жидкости и инициации работы сифона необходим внешний насос (в быту это часто делается путем всасывания человеком через трубку, пока она не заполнится жидкостью; это может быть опасно для пользователя в зависимости от перекачиваемой жидкости). Иногда для перекачки бензина из бензобака автомобиля во внешний бак используют любой герметичный шланг. (Всасывание бензина ртом часто приводит к случайному проглатыванию или попаданию бензина в легкие, что может вызвать смерть или повреждение легких.) Если трубка заполнена жидкостью до того, как ее часть будет поднята выше наивысшей точки, и при поднятии поддерживается заполненность трубки жидкостью, насос не потребуется. Устройства, продаваемые как сифоны, часто комплектуются сифонным насосом для запуска процесса. В некоторых случаях полезно использовать сифонные трубки минимально необходимого диаметра. Использование трубопроводов слишком большого диаметра с последующим регулированием потока с помощью клапанов или сужений, по-видимому, усиливает эффект накопления газов или паров в верхней точке, что приводит к разрушению вакуума. Если вакуум снижается слишком сильно, эффект сифона может быть потерян. Уменьшение диаметра трубы до требуемого значения, как правило, снижает этот эффект и создает более эффективный сифон, не требующий постоянной повторной инициации. В этом отношении, если необходимо обеспечить соответствие потока в емкость и потока из нее (например, для поддержания постоянного уровня воды в пруду, питаемом ручьем), предпочтительнее использовать две или три небольшие отдельные параллельные трубы, запускаемые по мере необходимости, чем пытаться использовать одну большую трубу и регулировать ее поток.

Автоматический прерывистый сифон

Сифоны иногда используются в качестве автоматических устройств в ситуациях, когда необходимо преобразовать непрерывный тонкий поток или нерегулярный небольшой импульсный поток в большой импульсный объем. Типичным примером является общественный туалет с унитарами, которые регулярно смываются автоматическим сифоном в небольшом надголовом бачке. Когда емкость заполняется, вся накопленная жидкость высвобождается, образуя большой импульс, после чего система сбрасывается и снова заполняется. Достичь этого прерывистого действия можно с помощью сложных механизмов, таких как поплавки, цепи, рычаги и клапаны, которые со временем могут подвергаться коррозии, износу или заклиниванию. Альтернативный метод предполагает использование жестких труб и камер, где в качестве рабочего механизма используется только сама вода в сифоне. Сифон, используемый в автоматическом бесприсмотрном устройстве, должен быть способен надежно функционировать без отказов. Это отличается от обычных демонстрационных самозапускающихся сифонов тем, что существуют способы, при которых сифон может перестать работать, что потребует ручного вмешательства для восстановления нормальной импульсной работы. Видеодемонстрацию самозапускающегося сифона можно найти здесь, любезно предоставленную The Curiosity Show. Наиболее распространенный сбой заключается в том, что жидкость медленно капает, соответствуя скорости заполнения емкости, и сифон переходит в нежелательное стационарное состояние. Предотвращение капания обычно включает в себя пневматические принципы для улавливания одного или нескольких больших пузырьков воздуха в различных трубах, которые герметизируются водяными затворами. Этот метод может выйти из строя, если он не может начать работать прерывисто без предварительного наличия воды в частях механизма, которая не заполнится, если механизм запускается из сухого состояния. Вторая проблема заключается в том, что захваченные воздушные карманы со временем уменьшаются, если сифон не работает из-за отсутствия притока. Воздух в карманах поглощается жидкостью, которая поднимается по трубопроводам, пока воздушный карман не исчезнет, что может привести к активации потока воды за пределами нормального диапазона работы, когда резервуар для хранения не полон, и, как следствие, к потере жидкостного уплотнения в нижних частях механизма. Третья проблема заключается в том, что нижний конец жидкостного уплотнения представляет собой просто U-образный изгиб в отводящей трубе. При интенсивном опорожнении кинетическая энергия жидкости, выходящей из отвода, может вытолкнуть слишком много жидкости, что приведет к потере уплотнительного объема в отводящем затворе и потере захваченного пузыря воздуха, необходимого для поддержания прерывистой работы. Четвертая проблема связана с калибровочными отверстиями в механизме, предназначенными для медленного заполнения этих различных герметичных камер, когда сифон сухой. Калибровочные отверстия могут забиваться мусором и коррозией, что требует ручной очистки и вмешательства. Чтобы предотвратить это, сифон может быть ограничен использованием только чистых жидкостей, не содержащих твердых частиц или осадка. Многие автоматические сифоны были изобретены, начиная с 1850-х годов, для автоматических сифонных механизмов, которые пытаются решить эти проблемы с помощью различных пневматических и гидродинамических принципов.

Применение и терминология

Когда требуется очистить определенные жидкости, сифонная перекачка может помочь предотвратить перенос осадка (донных отложений) или пены и плавающих частиц из одной емкости в другую. Поэтому сифонирование полезно при ферментации вина и пива, поскольку позволяет удерживать нежелательные примеси в исходном контейнере. Самодельные сифоны из труб или шлангов могут использоваться для откачки воды из подвалов после затопления. Между затопленным подвалом и более низким местом снаружи устанавливается соединение с помощью трубы или шлангов. Они заполняются водой через впускной клапан (в самой высокой точке конструкции). После открытия концов трубы вода вытекает по ней в канализацию или реку. Сифонная перекачка широко применяется на орошаемых полях для подачи контролируемого количества воды из канавы через ее стенку в борозды. Большие сифоны используются в системах городского водоснабжения и промышленности. Из-за их размеров требуется регулировка с помощью клапанов на входе, выходе и в верхней точке сифона. Для запуска сифона можно закрыть впускные и выпускные отверстия и заполнить сифон в верхней точке. Если входы и выходы погружены, для запуска сифона можно использовать вакуумный насос в верхней точке. Альтернативно, сифон можно запустить насосом на входе или выходе. Наличие газа в жидкости представляет проблему для больших сифонов. Газ имеет тенденцию скапливаться в верхней точке, и если его накопится достаточно, чтобы прервать поток жидкости, сифон перестанет работать. Сам сифон усугубляет эту проблему, поскольку при подъеме жидкости давление падает, что приводит к выделению растворенных газов из жидкости. Повышенная температура ускоряет выделение газа, поэтому поддержание постоянной низкой температуры помогает. Чем дольше жидкость находится в сифоне, тем больше газа выделяется, поэтому более короткий сифон предпочтительнее. Местные возвышенности задерживают газ, поэтому впускной и выпускной участки должны иметь непрерывный уклон без промежуточных высоких точек. Поток жидкости перемещает пузырьки, поэтому впускной участок может иметь небольшой уклон, так как поток будет толкать пузырьки газа к верхней точке. Напротив, выпускной участок должен иметь крутой уклон, чтобы пузырьки могли двигаться против потока жидкости; хотя в некоторых конструкциях предусмотрен небольшой уклон выпускного участка для выноса пузырьков из сифона. В верхней точке газ может скапливаться в камере над сифоном. Камеру необходимо периодически заполнять жидкостью для удаления газа.

Сифонный дождемер

Сифонный дождемер – это дождемер, способный регистрировать количество осадков за продолжительный период времени. Для автоматического опорожнения используется сифон. Его часто называют просто "сифонным дождемером" и не следует путать с манометром с сифоном.

Сифонный дренаж

В 2022 году метод сифонного дренажа внедряется на нескольких автомагистралях. Недавние исследования показали, что он может снизить уровень грунтовых вод за подпорными стенами автомагистралей, и не было выявлено признаков засорения. Эта новая дренажная система рассматривается как перспективный долгосрочный метод для снижения риска протечек в подпорных стенах. Сифонный дренаж также применяется для осушения неустойчивых склонов, а системы сифонного водоотвода с крыш используются с 1960-х годов.

Сифонский пролив

Сифонный водосброс в плотине обычно технически не является сифоном, поскольку в основном используется для сброса воды с повышенного уровня. Однако сифонный водосброс функционирует как настоящий сифон, если он поднимает поток выше уровня поверхности исходного водохранилища, что иногда происходит при использовании в ирригации. Нормальный поток через водосброс создается давлением высоты водохранилища над водосбросом, в то время как расход в сифонном водосбросе определяется разницей высот между впуском и выпуском. Некоторые конструкции используют автоматическую систему, которая использует поток воды в спиральном вихре для удаления воздуха и инициации сифонного эффекта. К таким конструкциям относится волютный сифон.

Туалет с водостоком

В туалетах с системой смыва часто наблюдается эффект сифона при опорожнении чаши. Некоторые туалеты также используют принцип сифона для осуществления самого смыва из бачка. Смыв активируется рычагом или ручкой, которые приводят в действие простой насос диафрагменного типа, поднимающий достаточное количество воды до верхней точки сифона для начала потока, который затем полностью опорожняет содержимое бачка в унитаз. Преимуществом этой системы было отсутствие утечки воды из бачка, за исключением момента смыва. Они были обязательны к установке в Великобритании до 2011 года. В ранних моделях писсуаров в бачке использовался сифон, который автоматически смывал содержимое через регулярные промежутки времени, поскольку в бачок постоянно поступала небольшая струя чистой воды через слегка приоткрытый клапан.

Сифонный насос

В то время как простой сифон не может выдавать жидкость на уровень выше, чем уровень исходного резервуара, более сложное устройство, использующее герметичную дозирующую камеру в верхней точке и систему автоматических клапанов, может непрерывно выдавать жидкость на уровень выше, чем уровень исходного резервуара, без добавления внешней энергии от насоса. Оно может достичь этого, несмотря на кажущееся первоначальное нарушение закона сохранения энергии, поскольку способно использовать энергию большого объема жидкости, падающей с определенной высоты, для подъема и выдачи небольшого объема жидкости выше уровня исходного резервуара. Таким образом, можно сказать, что для выдачи небольшого количества жидкости "требуется" большое количество падающей жидкости. Такая система обычно работает циклически или по принципу старт/стоп, но непрерывно и автономно. Насосы с гидравлическим ударом не работают подобным образом. Эти дозирующие насосы являются настоящими сифонными насосными устройствами, использующими сифоны в качестве источника энергии.

Обратный сифон

Обратный сифон – это не сифон, а термин, применяемый к трубам, которые должны опускаться ниже препятствия, образуя U-образный путь потока. Большие обратные сифоны используются для транспортировки воды, переносимой по каналам или водотокам, через долины с целью орошения или добычи золота. Римляне использовали обратные сифоны из свинцовых труб для пересечения долин, которые были слишком широкими для строительства акведука. Обратные сифоны часто называют гидрозатворами из-за их функции предотвращения выхода канализационных газов из канализации, а также возможности извлечения плотных предметов, таких как кольца и электронные компоненты, после их падения в слив. Жидкость, поступающая с одного конца, выталкивает жидкость вверх и из другого конца, но твердые частицы, такие как песок, накапливаются. Это особенно важно в канализационных системах или водопропускных трубах, которые должны прокладываться под реками или другими глубокими препятствиями, где более подходящим термином является "углубленная канализация".

Другие устройства против сифонирования

Наряду с антисифонными клапанами существуют также антисифонные устройства. Они применяются в разных целях и не связаны между собой. С помощью сифона можно откачивать топливо из баков. В связи с ростом цен на топливо, в ряде стран это явление стало причиной увеличения числа краж топлива. Особенно уязвимы грузовики с большими топливными баками. Антисифонное устройство не позволяет ворам вставить шланг в топливный бак.

Сифонный барометр

Сифонный барометр – термин, иногда используемый для обозначения самых простых ртутных барометров. Непрерывная U-образная трубка одинакового диаметра по всей длине герметично закрывается с одного конца и заполняется ртутью. При установке в вертикальное U-образное положение ртуть вытекает из закрытого конца, образуя частичный вакуум, пока не уравновесится атмосферным давлением на другом конце. Термин "сифон" происходит от ошибочного представления о том, что в работе сифона задействовано воздушное давление. Разница в высоте столба жидкости между двумя коленями U-образной трубки соответствует максимальной промежуточной высоте в сифоне. Когда для измерения давлений, отличных от атмосферного, используется сифонный барометр, его иногда называют сифонным манометром; это не сифоны, а приборы стандартной U-образной конструкции, что и обуславливает использование этого термина. Сифонные барометры до сих пор производятся как прецизионные инструменты. Сифонный барометр не следует путать с сифонным дождемером.

Сифонная бутылка

Сифонная бутылка (также называемая содовой сифоной бутылкой или, устаревшее, сифоид) — это бутылка, работающая под давлением, с вентилем и клапаном. Это не сифон в привычном понимании, поскольку давление внутри бутылки выталкивает жидкость вверх и наружу по трубке. Особой разновидностью был газоген.

Сифонная чашка

Сифонная чаша — это (подвесной) резервуар для краски, прикрепленный к распылителю, и это не сифон в прямом смысле, так как краска извлекается вакуумным насосом. Это название используется для отличия от резервуаров, работающих по принципу гравитации. Устаревшее значение этого термина — чаша с маслом, из которой масло переносится на смазываемую поверхность через хлопковый фитиль или трубку. Это не сифон, а пример капиллярного действия.

Сифон ворон

Сифон Герона – это не сифон в привычном понимании, так как он работает как напорный насос, приводимый в действие силой тяжести. На первый взгляд может показаться, что это машина вечного движения, но он остановится, когда воздух в предварительном насосе будет израсходован. В немного иной конфигурации он также известен как фонтан Герона.

Сифон Вентури

Вентури-сифон, также известный как эжектор, – это не сифон, а разновидность вакуумного насоса, использующая эффект Вентури быстродвижущихся жидкостей (например, воздуха) для создания пониженного давления и всасывания других жидкостей; типичным примером является карбюратор. См. пьезометрическую высоту. Пониженное давление в сужении Вентури называют сифоном при введении второй жидкости или аспиратором, когда жидкостью является воздух. Это пример распространенного заблуждения о том, что давление воздуха является движущей силой сифонов.

Сифоновый дренаж крыши

Несмотря на название, сифонный водоотвод с крыши не работает по принципу сифона; эта технология использует вакуумное перекачивание, создаваемое гравитацией, для горизонтального отвода воды из нескольких водосточных воронок в один стояк и для увеличения скорости потока. Металлические отражатели на входах водосточных воронок уменьшают попадание воздуха, что повышает эффективность системы. Одним из преимуществ этой технологии водоотвода является снижение капитальных затрат при строительстве по сравнению с традиционным водоотводом с крыши, а также независимость жидкостей от атмосферного давления. Полимерные жидкости с самозапуском работают по тому же принципу, что и модель сифонной цепи, где нижняя часть цепи тянет за собой остальную часть вверх и через гребень. Это явление также называют безтрубным сифоном. Термин "самосифон" часто используется в рекламных материалах производителями сифонов для описания портативных сифонов, оснащенных насосом. Благодаря насосу для запуска сифона не требуется внешнее всасывание (например, ртом или легкими), поэтому продукт описывается как "самосифон". Если верхний резервуар позволяет жидкости подниматься выше высоты сифонного гребня, поднимающаяся жидкость в резервуаре может автоматически запустить сифон, и вся установка может быть описана как "самосифон". После запуска такой сифон будет продолжать работать до тех пор, пока уровень жидкости в верхнем резервуаре не опустится ниже впускного отверстия сифона. Такие самозапускающиеся сифоны полезны в некоторых дождемерах и плотинах.

Анатомия

Термин "сифон" используется для обозначения ряда структур в анатомии человека и животных, либо из-за участия в них движущихся жидкостей, либо из-за формы, напоминающей сифон, но при этом реальный эффект сифона отсутствует: см. Сифон (значения). Велись споры о том, играет ли сифонный механизм какую-либо роль в кровообращении. Однако в "замкнутом контуре" кровообращения эта идея была отвергнута; "В отличие от этого, в "замкнутых" системах, таких как кровообращение, гравитация не препятствует движению жидкости вверх и не вызывает её движения вниз, поскольку гравитация действует одинаково на восходящую и нисходящую ветви контура", но термин продолжает использоваться по "историческим причинам". Одна из гипотез (в 1989 году) предполагала наличие сифона в кровообращении жирафа. Однако дальнейшие исследования, проведённые в 2004 году, показали, что "нет гидростатического градиента, и поскольку "падение" жидкости не способствует движению по восходящей ветви, сифона не существует. Высокое артериальное давление жирафа, которого достаточно, чтобы поднять кровь на 2 метра от сердца к голове, сохраняя при этом достаточное давление для обеспечения кровоснабжения мозга, подтверждает эту концепцию". Тем не менее, статья, опубликованная в 2005 году, призывала к дальнейшим исследованиям этой гипотезы: принцип сифона не является видоспецифичным и должен быть фундаментальным принципом замкнутых систем кровообращения. Следовательно, спор о роли принципа сифона лучше всего разрешить с помощью сравнительного подхода. Анализ артериального давления у различных животных с длинной шеей и длинным телом, учитывающий их филогенетическое родство, будет иметь важное значение. Кроме того, экспериментальные исследования, сочетающие измерения артериального и венозного давления с измерением мозгового кровотока при различных гравитационных нагрузках (разные положения головы), в конечном итоге разрешат этот спор.

Виды

Некоторые виды получили свои названия из-за сходства с сифонами, как полного, так и частичного. Геосифоны — это грибы. В филуме Chlorophyta существуют виды водорослей, относящиеся к семейству Siphonocladaceae, которые обладают трубкообразными структурами. Ruellia villosa — тропическое растение из семейства Acanthaceae, также известное под ботаническим синонимом «Siphonacanthus villosus Nees».

Геология

В спелеологии сифон или отвал – это участок пещерного прохода, заполненный водой, который спелеологам необходимо преодолевать под водой для продвижения вглубь пещерной системы, однако это не сифон в прямом смысле этого слова.

Реки

Сифон возникает, когда часть потока воды проходит под затопленным препятствием, например, под камнем или стволом дерева. Вода, протекающая под этим препятствием, может быть очень сильной и, следовательно, представлять большую опасность для каякинга, каньонинга и других водных видов спорта на реке.