[发明专利]一种利用虹吸原理提水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提水方法，特别是一种无需外接动力，利用河流的高差和自然流动，实现提水功能的虹吸提水方法。

背景技术

目前，提升液体往往是采用动力设备机械泵的方法，这种方法相对交通困难缺乏能源的高地，受到明显的限制。例如在某些缺油断电的山区，人们无法把低处的水扬升到一定的高度供储存使用，不得不用肩背挑牲口驮来解决饮水问题，至于灌溉就更加难以实施。为了节约能源，方便山区用水，本发明提供了一种利用大气压力与虹吸现象的规律的虹吸引提液体的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需外接动力，利用河流的高差和自然流动，实现提水功能的虹吸提水方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种利用虹吸原理提水的方法，包括以下步骤：

1)关闭阀门4、4’、5、6，由阀门3、3’向管内注水，注满后关闭阀门3、3’，打开阀门5、6，虹吸作用会使第一水池7的水流向第三水池9；

2)关闭阀门1、2，打开阀门3、4，放出L段的水，再关闭阀门3、4，打开阀门1、2，完成一次取水过程；

3)关闭阀门1’、2’，待管路空气排出后，打开阀门3’、4’，放出L段的水，完成又一次取水过程；

4)待管内气体排出后再进行重复操作，实现无需外力将第一水池7的水送到第二水池8。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

虹吸提水无需外接动力，利用河流的高差和自然流动，实现提水功能，且高程不受限制，而高程越高，同样的能量下所需水量就越小，意味着水库越小，工程量越小，同时设备成本很低，基本无需维护，节能环保。

附图说明

图1是本发明的操作示意图；

具体实施方式

下面根据实施例对本发明作进一步详细说明。

在充满水的封闭管路里，只要有落差，不管管路中间过程，水是会从高处向低处流动，也就是说，在管路中间，水是可以上升到较高处。这就是虹吸原理。而实际上，在封闭的管路里，是允许有一定的空气存在，只要空气的容积小于落差段管路水的容积，虹吸作用依然能维持水的连续流动，利用虹吸过程中允许有一定量的空气这一特性并加以利用，周期性的取出一定量的水，可实现无外力提水。水在流动中是蕴藏了巨大的能量，如果能利用起来，是一个巨大的绿色能源。

如图1所示，假设水位落差为H，管路最高处距离高水位处为h，水在流动过程中，水最高升到了h点。在封闭的管路中，允许存在一定的空气，如空气所占管路长度为L，那么只要H＞L，水依然可以继续的流动，这就意味着，当我们在最高处取出L段的水后，可以继续维持水的流动，也就是将水管L段的水送到了h高度的地方。

如图1所示取水过程如下：关闭阀门4、4’、5、6，由阀门3、3’向管内注水，注满后关闭阀门3、3’，打开阀门5、6，虹吸作用会使第一水池7的水流向第三水池9；关闭阀门1、2，打开阀门3、4，放出L段的水，再关闭阀门3、4，打开阀门1、2，完成一次取水过程；关闭阀门1’、2’，待管路空气排出后，打开阀门3’、4’，放出L段的水，完成又一次取水过程；待管内气体排出后再进行重复操作，实现无需外力将第一水池7的水送到第二水池8。

从能量角度来看，此过程实际上是在进行了水的能量转换。水自上而下的流动中，势能转换成了动能，而虹吸提水过程是减少流速，降低了水的动能，使它转化成更高水位的势能。

假设H＝10米，h＝100米，L＝＜10米，每次提水过程需要耗水量V1＝(h+H)×Φ＝110×Φ

提水量V2＝L×Φ＝10×Φ

耗水消耗势能P1＝mgH＝10×V1×g＝1100Φg

提水产生势能P2＝mg(h+H)＝110×V2×g＝110×10Φ×g＝1100Φg

虹吸过程在消耗势能的同时也产生了等量势能。当然，考虑管壁摩擦损失和维持一定的流速，能量不能完全转换，但即使是利用效率只有50％，也是十分可观的能量，如果加以利用，是十分可观清洁能源。

虹吸提水无需外接动力，利用河流的高差和自然流动，实现提水功能，且高程不受限制，而高程越高，同样的能量下所需水量就越小，意味着水库越小，工程量越小，同时设备成本很低，基本无需维护，节能环保。

虹吸提水的应用：