Сосуд Мариотта

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Сосуд Мариотта. 1, 2, 3 — клапаны.

Сосу́д Марио́тта (сифо́н Марио́тта[1]) — устройство, позволяющее добиться равномерного вытекания струи жидкости за счёт постоянного давления. Было изобретено французским физиком XVII века Эдмом Мариоттом (1620—1684).

Принцип работы[править | править исходный текст]

Сифон Мариотта представляет собой герметично закрытый сосуд, в крышку которого вставлена открытая с обоих концов трубка, одним концом погруженная в жидкость, а другим — сообщающаяся с атмосферой.

Первоначально, когда все клапаны и сообщающееся с атмосферой отверстие в трубке закрыты, уровень жидкости в трубке совпадает с уровнем жидкости в сосуде. Если наполнить сосуд жидкостью не полностью, над её поверхностью будет некоторое количество воздуха, и давление P\; в нижней части трубки вычисляется по формуле:

P=\rho g h_0 + p_0, где:

Если открыть клапан 3, то трубку, вытеснив жидкость в ней, заполнит воздух, а давление над поверхностью станет равным p_0-\rho g h_0. На уровне конца трубки установится атмосферное давление p_0. Жидкость из отверстия начнёт вытекать только под давлением столба жидкости между клапанами 2 и 3 (на рис.), которое останется постоянным всё время, пока конец трубки остаётся погруженным в жидкость. Через трубку в верхнюю часть сосуда будет поступать воздух.

Скорость истечения жидкости можно определить, воспользовавшись формулой Торричелли[2]:

v = \sqrt{2gh} , где h — расстояние между нижним концом трубки и клапаном (или между клапанами 2 и 3 на рис.).

Соответственно, если открыть клапан 2, находящийся на уровне нижнего конца трубки, жидкость из отверстия вытекать не будет. При откупоривании отверстия 1 давление на его уровне будет ниже атмосферного, уровень которого — это уровень конца трубки. Поэтому через отверстие в сосуд будет поступать воздух, а жидкость вытекать не будет.

Применение[править | править исходный текст]

Основное свойство сосуда Мариотта состоит в том, что он позволяет регулировать скорость потока жидкости. Это используется в системах непрерывной подачи чернил (СНПЧ)[3], при дозировке жидкостей в лабораторных условиях[4], в топливных баках для мазутных горелок испарительного типа (в небольших котельных).

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]