Sifón

Un sifón (del griego antiguo σίφων (síphōn) 'tubería, tubo'; (también escrito sifón) es cualquiera de una amplia variedad de dispositivos que implican el flujo de líquidos a través de tubos. En un sentido más estricto, la palabra se refiere particularmente a un tubo en forma de "U" invertida. forma, que hace que un líquido fluya hacia arriba, por encima de la superficie de un depósito, sin bomba, pero impulsado por la caída del líquido a medida que fluye por el tubo bajo la atracción de la gravedad, y luego se descarga a un nivel más bajo que la superficie. del embalse del que procede.

Existen dos teorías principales sobre cómo los sifones hacen que el líquido fluya cuesta arriba, contra la gravedad, sin ser bombeado y impulsado únicamente por la gravedad. La teoría tradicional durante siglos fue que la gravedad que empujaba el líquido hacia abajo en el lado de salida del sifón provocaba una reducción de la presión en la parte superior del sifón. Luego, la presión atmosférica pudo empujar el líquido desde el depósito superior hacia la presión reducida en la parte superior del sifón, como en un barómetro o una pajita, y luego hacia arriba. Sin embargo, se ha demostrado que los sifones pueden funcionar en el vacío y a alturas superiores a la altura barométrica del líquido. En consecuencia, se ha defendido la teoría de la tensión de cohesión del funcionamiento del sifón, en la que el líquido pasa sobre el sifón de forma similar a la fuente de cadena. No es necesario que una teoría u otra sea correcta, sino que ambas teorías pueden ser correctas en diferentes circunstancias de presión ambiental. La presión atmosférica con la teoría de la gravedad no puede explicar los sifones en el vacío, donde no hay una presión atmosférica significativa. Pero la tensión de cohesión con la teoría de la gravedad no puede explicar los sifones de gas de CO₂, los sifones que funcionan a pesar de las burbujas y el sifón de gotas voladoras. donde los gases no ejercen fuerzas de tracción significativas y los líquidos que no están en contacto no pueden ejercer una fuerza de tensión cohesiva.

Todas las teorías publicadas conocidas en los tiempos modernos reconocen la ecuación de Bernoulli como una aproximación decente al funcionamiento idealizado del sifón sin fricción.

Historia

Los relieves egipcios del año 1500 a.C. representan sifones utilizados para extraer líquidos de grandes tinajas de almacenamiento.

La evidencia física del uso de sifones por parte de los griegos es la copa de la Justicia de Pitágoras en Samos en el siglo VI a.C. y el uso por parte de ingenieros griegos en el siglo III a.C. en Pérgamo.

Did you mean:

Hero of Alexandria wrote extensively about siphons in the treatise Pneumatic.

Los hermanos Banu Musa de Bagdad en el siglo IX inventaron un sifón doble concéntrico, que describieron en su Libro de dispositivos ingeniosos. La edición editada por Hill incluye un análisis del sifón doble concéntrico.

Los sifones se estudiaron más a fondo en el siglo XVII, en el contexto de las bombas de succión (y las bombas de vacío recientemente desarrolladas), particularmente con miras a comprender la altura máxima de las bombas (y los sifones) y el vacío aparente en la parte superior de primeros barómetros. Esto fue explicado inicialmente por Galileo Galilei a través de la teoría del horror vacui ("la naturaleza aborrece el vacío&# 34;), que data de Aristóteles, y que Galileo reformuló como resintenza del vacuo, pero esto fue posteriormente refutado por trabajadores posteriores, en particular Evangelista Torricelli y Blaise Pascal – ver barómetro: historia.

Teoría

Un sifón práctico, que funciona a presiones atmosféricas y alturas de tubo típicas, funciona porque la gravedad que tira hacia abajo de la columna más alta de líquido deja una presión reducida en la parte superior del sifón (formalmente, presión hidrostática cuando el líquido no se mueve). Esta presión reducida en la parte superior significa que la gravedad que tira hacia abajo de la columna más corta de líquido no es suficiente para mantener el líquido estacionario contra la presión atmosférica que lo empuja hacia la zona de presión reducida en la parte superior del sifón. Entonces, el líquido fluye desde el área de mayor presión del depósito superior hasta la zona de menor presión en la parte superior del sifón, por encima, y luego, con la ayuda de la gravedad y una columna de líquido más alta, hasta el Zona de mayor presión a la salida.

El modelo de cadena es un modelo conceptual útil pero no completamente preciso de un sifón. El modelo de cadena ayuda a comprender cómo un sifón puede hacer que el líquido fluya cuesta arriba, impulsado únicamente por la fuerza descendente de la gravedad. A veces se puede pensar en un sifón como una cadena que cuelga de una polea, con un extremo de la cadena apilado sobre una superficie más alta que el otro. Dado que la longitud de la cadena en el lado más corto es más liviana que la longitud de la cadena en el lado más alto, la cadena más pesada en el lado más alto se moverá hacia abajo y tirará hacia arriba de la cadena en el lado más liviano. Al igual que un sifón, el modelo de cadena obviamente solo es impulsado por la gravedad que actúa en el lado más pesado, y claramente no hay violación de la conservación de energía, porque en última instancia la cadena simplemente se mueve de una ubicación más alta a una más baja, como lo hace el líquido. en un sifón.

Hay una serie de problemas con el modelo de cadena de un sifón, y comprender estas diferencias ayuda a explicar el funcionamiento real de los sifones. En primer lugar, a diferencia del modelo de cadena del sifón, lo que realmente importa no es el peso en el lado más alto en comparación con el lado más corto. Más bien, es la diferencia de altura desde las superficies del depósito hasta la parte superior del sifón la que determina el equilibrio de presión. Por ejemplo, si el tubo desde el depósito superior hasta la parte superior del sifón tiene un diámetro mucho mayor que la sección más alta del tubo desde el depósito inferior hasta la parte superior del sifón, la sección superior más corta del sifón puede tener un diámetro mucho mayor. peso de líquido en él y, sin embargo, el volumen más ligero de líquido en el tubo descendente puede empujar el líquido hacia arriba por el tubo más grueso y el sifón puede funcionar normalmente.

Otra diferencia es que, en la mayoría de las circunstancias prácticas, los gases disueltos, la presión de vapor y (a veces) la falta de adhesión con las paredes del tubo conspiran para hacer que la resistencia a la tracción dentro del líquido sea ineficaz para el sifón. Por lo tanto, a diferencia de una cadena, que tiene una resistencia a la tracción significativa, los líquidos generalmente tienen poca resistencia a la tracción en condiciones típicas de sifón y, por lo tanto, el líquido en el lado ascendente no puede ser arrastrado hacia arriba de la misma manera que lo hace la cadena en el lado ascendente.

Un malentendido ocasional sobre los sifones es que dependen de la resistencia a la tracción del líquido para tirar del líquido hacia arriba y hacia arriba. Si bien se ha descubierto que el agua tiene una resistencia a la tracción significativa en algunos experimentos (como con el tubo Z), y los sifones al vacío dependen de dicha cohesión, se puede demostrar fácilmente que los sifones comunes no necesitan ninguna resistencia a la tracción del líquido para funcionar. Además, dado que los sifones comunes operan a presiones positivas en todo el sifón, la resistencia a la tracción del líquido no contribuye, porque las moléculas en realidad se repelen entre sí para resistir la presión, en lugar de tirarse unas a otras.

Para demostrarlo, la parte inferior más larga de un sifón común se puede tapar en la parte inferior y llenar casi hasta la cresta con líquido como en la figura, dejando la parte superior y la parte superior más corta completamente secas y conteniendo solo aire. Cuando se retira el tapón y se permite que caiga el líquido en la parte inferior más larga, el líquido en el depósito superior generalmente barre la burbuja de aire hacia abajo y fuera del tubo. El aparato seguirá entonces funcionando como un sifón normal. Como no hay contacto entre el líquido a ambos lados del sifón al comienzo de este experimento, no puede haber cohesión entre las moléculas del líquido para tirar del líquido hacia arriba. Los defensores de la teoría de la resistencia a la tracción del líquido han sugerido que el sifón de inicio de aire solo demuestra el efecto cuando el sifón comienza, pero que la situación cambia después de que se elimina la burbuja y el sifón logra un flujo constante. Pero se puede observar un efecto similar en el sifón de gotas voladoras (ver arriba). El sifón de gotas voladoras funciona continuamente sin que la fuerza de tracción del líquido lo levante.

El sifón en la demostración en video funcionó de manera constante durante más de 28 minutos hasta que el depósito superior estuvo vacío. Otra demostración sencilla de que no se necesita resistencia a la tracción del líquido en el sifón es simplemente introducir una burbuja en el sifón durante el funcionamiento. La burbuja puede ser lo suficientemente grande como para desconectar completamente los líquidos en el tubo antes y después de la burbuja, anulando cualquier resistencia a la tracción del líquido y, sin embargo, si la burbuja no es demasiado grande, el sifón continuará funcionando con pocos cambios mientras barre la burbuja. afuera.

Otro concepto erróneo común sobre los sifones es que debido a que la presión atmosférica es prácticamente idéntica en la entrada y en la salida, la presión atmosférica se cancela y, por lo tanto, la presión atmosférica no puede empujar el líquido hacia arriba por el sifón. Pero es posible que fuerzas iguales y opuestas no se cancelen por completo si hay una fuerza interviniente que contrarresta parte o la totalidad de una de las fuerzas. En el sifón, la presión atmosférica en la entrada y en la salida se reduce por la fuerza de la gravedad que empuja hacia abajo el líquido en cada tubo, pero la presión en el lado inferior se reduce más por la columna de líquido más alta en el lado inferior. En efecto, la presión atmosférica que sube por el lado descendente no “lo convierte” del todo en un factor de riesgo. hacia arriba para cancelar toda la presión atmosférica que empuja hacia arriba. Este efecto se puede ver más fácilmente en el ejemplo de dos carros empujados hacia lados opuestos de una colina. Como se muestra en el diagrama, aunque la persona de la izquierda parece tener su empujón cancelado por completo por el empujón igual y opuesto de la persona de la derecha, el empujón aparentemente cancelado de la persona de la izquierda sigue siendo la fuente de la fuerza para empujar el carro izquierdo hacia arriba.

En algunas situaciones, los sifones funcionan en ausencia de presión atmosférica y debido a la resistencia a la tracción (ver sifones de vacío) y en estas situaciones el modelo de cadena puede ser instructivo. Además, en otros entornos el transporte de agua se produce debido a la tensión, de manera más significativa en la atracción transpiracional en el xilema de las plantas vasculares. Puede parecer que el agua y otros líquidos no tienen resistencia a la tracción porque cuando se recoge un puñado y se tira, los líquidos se estrechan y se separan sin esfuerzo. Pero la resistencia a la tracción del líquido en un sifón es posible cuando el líquido se adhiere a las paredes del tubo y, por lo tanto, resiste el estrechamiento. Cualquier contaminación en las paredes del tubo, como grasa o burbujas de aire, u otras influencias menores como turbulencias o vibraciones, pueden hacer que el líquido se desprenda de las paredes y pierda toda su resistencia a la tracción.

Con más detalle, se puede observar cómo varía la presión hidrostática a través de un sifón estático, considerando a su vez el tubo vertical del depósito superior, el tubo vertical del depósito inferior y el tubo horizontal que los conecta (suponiendo una U -forma). Al nivel del líquido en el depósito superior, el líquido está bajo presión atmosférica, y a medida que uno sube por el sifón, la presión hidrostática disminuye (bajo variación de presión vertical), ya que el peso de la presión atmosférica que empuja el agua hacia arriba está contrarrestado por la columna de agua. agua en el sifón empujando hacia abajo (hasta que uno alcanza la altura máxima de un barómetro/sifón, momento en el cual el líquido no puede ser empujado más alto): la presión hidrostática en la parte superior del tubo es entonces menor que la presión atmosférica en una cantidad proporcional a la altura del tubo. Hacer el mismo análisis en el tubo que sube desde el depósito inferior produce la presión en la parte superior de ese tubo (vertical); esta presión es menor porque el tubo es más largo (hay más agua empujando hacia abajo) y requiere que el depósito inferior sea más bajo que el depósito superior, o más generalmente que la salida de descarga simplemente sea más baja que la superficie del depósito superior. Considerando ahora el tubo horizontal que los conecta, se ve que la presión en la parte superior del tubo desde el depósito superior es mayor (ya que se levanta menos agua), mientras que la presión en la parte superior del tubo desde el depósito inferior es menor (ya que se levanta más agua), y dado que los líquidos pasan de alta presión a baja presión, el líquido fluye a través del tubo horizontal desde el recipiente superior hasta el inferior. El líquido está bajo presión positiva (compresión) en todo el tubo, no bajo tensión.

La ecuación de Bernoulli se considera en la literatura científica como una buena aproximación al funcionamiento del sifón. En fluidos no ideales, la compresibilidad, la resistencia a la tracción y otras características del fluido de trabajo (o de múltiples fluidos) complican la ecuación de Bernoulli.

Una vez iniciado, un sifón no requiere energía adicional para mantener el líquido fluyendo hacia arriba y fuera del depósito. El sifón extraerá líquido del depósito hasta que el nivel caiga por debajo de la entrada, permitiendo que el aire u otro gas circundante rompa el sifón, o hasta que la salida del sifón iguale el nivel del depósito, lo que ocurra primero.

Además de la presión atmosférica, la densidad del líquido y la gravedad, la altura máxima de la cresta en los sifones prácticos está limitada por la presión de vapor del líquido. Cuando la presión dentro del líquido cae por debajo de la presión de vapor del líquido, pueden comenzar a formarse pequeñas burbujas de vapor en el punto más alto y el efecto sifón terminará. Este efecto depende de la eficacia con la que el líquido pueda nuclear burbujas; En ausencia de impurezas o superficies rugosas que actúen como sitios de nucleación fácil para las burbujas, los sifones pueden exceder temporalmente su altura máxima estándar durante el tiempo prolongado que tardan las burbujas en nuclearse. Se demostró un sifón de agua desgasificada a 24 m (79 pies) durante un período prolongado y otros experimentos controlados a 10 m (33 pies). Para agua a presión atmosférica estándar, la altura máxima del sifón es de aproximadamente 10 m (33 pies); para el mercurio es 76 cm (30 pulgadas), que es la definición de presión estándar. Esto equivale a la altura máxima de una bomba de succión, que funciona según el mismo principio. La relación de alturas (aproximadamente 13,6) es igual a la relación de densidades del agua y el mercurio (a una temperatura determinada), ya que la columna de agua (resp. mercurio) se equilibra con la columna de aire produciendo presión atmosférica y, de hecho, la altura máxima es (despreciando la presión de vapor y la velocidad del líquido) inversamente proporcional a la densidad del líquido.

Investigación moderna sobre el funcionamiento del sifón

En 1948, Malcolm Nokes investigó los sifones que funcionaban tanto a presión de aire como en vacío parcial; Para los sifones en el vacío, concluyó: "La fuerza gravitacional sobre la columna de líquido en el tubo de absorción menos la fuerza gravitacional en el tubo de absorción hace que el líquido se mueva". Por tanto, el líquido está en tensión y sufre una deformación longitudinal que, en ausencia de factores perturbadores, es insuficiente para romper la columna de líquido". Pero para sifones de pequeña altura de captación que trabajan a presión atmosférica, escribió: "... la tensión de la columna de líquido es neutralizada y invertida por el efecto compresivo de la atmósfera en los extremos opuestos. de la columna de líquido."

Potter y Barnes, de la Universidad de Edimburgo, volvieron a examinar los sifones en 1971. Reexaminaron las teorías del sifón y realizaron experimentos con sifones a presión de aire. Concluyeron: "A estas alturas debería quedar claro que, a pesar de la gran tradición, el mecanismo básico de un sifón no depende de la presión atmosférica".

La gravedad, la presión y la cohesión molecular fueron el foco del trabajo de Hughes en 2010 en la Universidad Tecnológica de Queensland. Utilizó sifones a presión de aire y su conclusión fue: "El flujo de agua que sale del fondo de un sifón depende de la diferencia de altura entre la entrada y la salida y, por lo tanto, no puede depender de la presión atmosférica..." Hughes siguió trabajando con sifones a presión atmosférica en 2011 y concluyó: "Los experimentos descritos anteriormente demuestran que los sifones ordinarios a presión atmosférica funcionan por gravedad y no por presión atmosférica".

Los investigadores, padre e hijo, Ramette y Ramette, extrajeron con éxito dióxido de carbono bajo presión de aire en 2011 y concluyeron que la cohesión molecular no es necesaria para el funcionamiento de un sifón, pero: "La explicación básica de la acción del sifón es que, Una vez que se llena el tubo, el flujo se inicia por la mayor fuerza de gravedad sobre el fluido en el lado más largo en comparación con el del lado corto. Esto crea una caída de presión en todo el tubo del sifón, en el mismo sentido que el proceso de 'succión' sobre una pajita reduce la presión a lo largo de toda su longitud hasta el punto de entrada. La presión atmosférica ambiental en el punto de entrada responde a la presión reducida forzando el fluido hacia arriba, manteniendo el flujo, tal como en una pajita succionada constantemente en un batido."

Nuevamente en 2011, Richert y Binder (en la Universidad de Hawaii) examinaron el sifón y concluyeron que la cohesión molecular no es necesaria para el funcionamiento de un sifón, sino que depende de la gravedad y de un diferencial de presión, y escribieron: "Como El fluido inicialmente cebado en la pata larga del sifón se precipita hacia abajo debido a la gravedad, dejando un vacío parcial que permite que la presión en el punto de entrada del recipiente superior empuje el fluido hacia arriba por la pata de ese lado.

El equipo de investigación de Boatwright, Puttick y Licence, todos de la Universidad de Nottingham, logró hacer funcionar un sifón en alto vacío, también en 2011. Escribieron: "Se cree ampliamente que el sifón es principalmente impulsado por la fuerza de la presión atmosférica. Se describe un experimento que muestra que un sifón puede funcionar incluso en condiciones de alto vacío. Se ha demostrado que la cohesión molecular y la gravedad son factores que contribuyen al funcionamiento de un sifón; no se requiere la presencia de una presión atmosférica positiva".

En un artículo de Physics Today de 2011, J. Dooley de la Universidad de Millersville afirmó que para que un sifón funcione se requiere tanto una diferencia de presión dentro del tubo del sifón como la resistencia a la tracción del líquido.

Un investigador de la Universidad Estatal de Humboldt, A. McGuire, examinó el flujo en sifones en 2012. Utilizando el paquete de software avanzado de simulación multifísica de uso general LS-DYNA, examinó la inicialización de la presión, el flujo y la propagación de la presión dentro de un sifón. Y concluyó: "La presión, la gravedad y la cohesión molecular pueden ser fuerzas impulsoras en el funcionamiento de los sifones".

En 2014, Hughes y Gurung (de la Universidad Tecnológica de Queensland) instalaron un sifón de agua bajo diferentes presiones de aire, desde el nivel del mar hasta 11,9 km (39000 ft) de altitud. Observaron: "El flujo permaneció más o menos constante durante la ascensión, lo que indica que el flujo del sifón es independiente de la presión barométrica ambiental". Utilizaron la ecuación de Bernoulli y la ecuación de Poiseuille para examinar los diferenciales de presión y el flujo de fluido dentro de un sifón. Su conclusión fue: “Del análisis anterior se desprende que debe haber una conexión cohesiva directa entre las moléculas de agua que entran y salen de un sifón. Esto es cierto en todas las presiones atmosféricas en las que la presión en el vértice del sifón está por encima de la presión de vapor del agua, con la excepción de los líquidos iónicos.

Requisitos prácticos

Se puede utilizar un tubo simple como sifón. Se debe aplicar una bomba externa para hacer que el líquido comience a fluir y cebar el sifón (en el uso doméstico, esto lo hace a menudo una persona que inhala a través del tubo hasta que se haya llenado una cantidad suficiente de líquido; esto puede plantear peligro para el usuario, dependiendo del líquido que se esté sifonando). A veces, esto se hace con cualquier manguera sin fugas para trasvasar gasolina del tanque de gasolina de un vehículo a un tanque externo. (El sifón de gasolina por boca a menudo resulta en la ingestión accidental de gasolina o en su aspiración hacia los pulmones, lo que puede causar la muerte o daño pulmonar). Si el tubo se inunda con líquido antes de que parte del mismo se eleve por encima del punto intermedio alto y Se tiene cuidado de mantener el tubo inundado mientras se eleva; no se requiere bomba. Los dispositivos vendidos como sifones suelen venir con una bomba de sifón para iniciar el proceso de sifón.

En algunas aplicaciones puede resultar útil utilizar un tubo de sifón que no sea mucho más grande de lo necesario. Usar tuberías de un diámetro demasiado grande y luego estrangular el flujo usando válvulas o tuberías estrechas parece aumentar el efecto de las preocupaciones antes citadas sobre los gases o vapores que se acumulan en la cresta y que sirven para romper el vacío. Si se reduce demasiado el vacío, se puede perder el efecto sifón. Reducir el tamaño de la tubería utilizada más cerca de los requisitos parece reducir este efecto y crea un sifón más funcional que no requiere un cebado y reinicio constantes. A este respecto, cuando el requisito es hacer coincidir el flujo que entra en un recipiente con el flujo que sale de dicho recipiente (para mantener un nivel constante en un estanque alimentado por un arroyo, por ejemplo), sería preferible utilizar dos o tres canales separados más pequeños. tuberías paralelas que se pueden iniciar según sea necesario en lugar de intentar utilizar una sola tubería grande e intentar estrangularla.

Sifón intermitente automático

Los sifones a veces se emplean como máquinas automáticas, en situaciones en las que es deseable convertir un flujo continuo o un pequeño flujo irregular en un gran volumen. Un ejemplo común de esto es un baño público con urinarios que se descargan periódicamente mediante un sifón automático en un pequeño tanque de agua situado encima. Cuando se llena el recipiente, todo el líquido almacenado se libera, emergiendo como un gran volumen que luego se reinicia y se llena nuevamente. Una forma de realizar esta acción intermitente implica maquinaria compleja como flotadores, cadenas, palancas y válvulas, pero éstas pueden corroerse, desgastarse o atascarse con el tiempo. Un método alternativo es con tuberías y cámaras rígidas, utilizando solo el agua misma en un sifón como mecanismo operativo.

Un sifón utilizado en un dispositivo automático desatendido debe poder funcionar de manera confiable y sin fallas. Esto se diferencia de los sifones de arranque automático de demostración comunes en que hay formas en que el sifón puede dejar de funcionar y requieren intervención manual para volver a la operación normal de flujo de sobretensión. Puede encontrar un vídeo de demostración de un sifón de arranque automático aquí, cortesía de The Curiosity Show.

La falla más común es que el líquido gotea lentamente, igualando la velocidad a la que se llena el recipiente, y el sifón entra en una condición de estado estable no deseada. La prevención del goteo generalmente implica principios neumáticos para atrapar una o más burbujas de aire grandes en varias tuberías, que están selladas mediante trampas de agua. Este método puede fallar si no puede empezar a funcionar de forma intermitente sin agua ya presente en partes del mecanismo, y que no se llenará si el mecanismo arranca desde un estado seco.

Un segundo problema es que las bolsas de aire atrapadas se reducirán con el tiempo si el sifón no funciona debido a que no hay entrada. El aire de las bolsas es absorbido por el líquido, que lo arrastra hacia la tubería hasta que la bolsa de aire desaparece, y puede provocar la activación del flujo de agua fuera del rango normal de funcionamiento cuando el tanque de almacenamiento no está lleno, lo que provoca la pérdida de líquido. Sello en partes inferiores del mecanismo.

Un tercer problema es cuando el extremo inferior del sello líquido es simplemente un codo en forma de U en una tubería de salida. Durante el vaciado vigoroso, el movimiento cinético del líquido que sale del flujo de salida puede expulsar demasiado líquido, provocando una pérdida del volumen de sellado en la trampa de flujo de salida y la pérdida de la burbuja de aire atrapada para mantener el funcionamiento intermitente.

Un cuarto problema implica los orificios de filtración en el mecanismo, destinados a rellenar lentamente estas distintas cámaras de sellado cuando el sifón está seco. Los orificios de filtración pueden obstruirse con escombros y corrosión, lo que requiere limpieza e intervención manual. Para evitar esto, el sifón puede restringirse a fuentes líquidas puras, libres de sólidos o precipitados.

Se han inventado muchos sifones automáticos que se remontan al menos a la década de 1850, para mecanismos de sifón automático que intentan superar estos problemas utilizando varios principios neumáticos e hidrodinámicos.

Aplicaciones y terminología

Cuando es necesario purificar ciertos líquidos, el uso de sifón puede ayudar a evitar que el fondo (escoria) o la parte superior (espuma y flotadores) se transfieran de un recipiente a otro nuevo. Por este motivo, el sifón es útil en la fermentación de vino y cerveza, ya que puede mantener las impurezas no deseadas fuera del nuevo recipiente.

Los sifones de construcción propia, hechos de tuberías o tubos, se pueden utilizar para evacuar el agua de los sótanos después de una inundación. Entre el sótano inundado y un lugar más profundo en el exterior se construye una conexión mediante un tubo o algunos tubos. Se llenan de agua a través de una válvula de admisión (en el extremo más alto de la construcción). Cuando se abren los extremos, el agua fluye a través de la tubería hacia la alcantarilla o el río.

El sifón es común en campos irrigados para transferir una cantidad controlada de agua desde una zanja, sobre la pared de la zanja, hacia los surcos.

Los sifones grandes se pueden utilizar en instalaciones de abastecimiento de agua municipales e industriales. Su tamaño requiere control mediante válvulas en la entrada, salida y cresta del sifón. El sifón se puede cebar cerrando la entrada y las salidas y llenando el sifón hasta la cima. Si las entradas y salidas están sumergidas, se puede aplicar una bomba de vacío en la cima para cebar el sifón. Alternativamente, el sifón se puede cebar mediante una bomba en la entrada o en la salida. El gas en el líquido es una preocupación en los sifones grandes. El gas tiende a acumularse en la cresta y si se acumula lo suficiente como para interrumpir el flujo de líquido, el sifón deja de funcionar. El sifón en sí exacerbará el problema porque a medida que el líquido sube a través del sifón, la presión cae, lo que hace que los gases disueltos dentro del líquido salgan de la solución. Una temperatura más alta acelera la liberación de gas de los líquidos, por lo que es útil mantener una temperatura baja y constante. Cuanto más tiempo esté el líquido en el sifón, más gas se liberará, por lo que en general es útil un sifón más corto. Los puntos altos locales atraparán gas, por lo que los tramos de entrada y salida deben tener pendientes continuas sin puntos altos intermedios. El flujo del líquido mueve las burbujas, por lo que el tramo de entrada puede tener una pendiente poco profunda ya que el flujo empujará las burbujas de gas hasta la cresta. Por el contrario, el tramo de salida debe tener una pendiente pronunciada para permitir que las burbujas se muevan contra el flujo del líquido; aunque otros diseños también requieren una pendiente poco profunda en el tramo de salida para permitir que las burbujas salgan del sifón. En la cresta, el gas puede quedar atrapado en una cámara situada encima de la cresta. De vez en cuando es necesario volver a cebar la cámara con líquido para eliminar el gas.

Pluviómetro de sifón

Un pluviómetro de sifón es un pluviómetro que puede registrar las precipitaciones durante un período prolongado. Se utiliza un sifón para vaciar automáticamente el medidor. A menudo se le llama simplemente "medidor de sifón" y no debe confundirse con un manómetro de sifón.

Drenaje por sifón

Se está implementando un método de drenaje por sifón en varias autopistas a partir de 2022. Estudios recientes encontraron que puede reducir el nivel del agua subterránea detrás de los muros de contención de la autopista y no hubo indicios de obstrucción. Este nuevo sistema de drenaje está siendo pionero como método a largo plazo para limitar el riesgo de fugas en el muro de contención. El drenaje por sifón también se utiliza para drenar pendientes inestables, y los sistemas de drenaje de agua del techo por sifón se utilizan desde la década de 1960.

Aliviadero sifón

Un aliviadero de sifón en una presa generalmente no es técnicamente un sifón, ya que generalmente se usa para drenar niveles elevados de agua. Sin embargo, un aliviadero de sifón funciona como un sifón real si eleva el flujo por encima de la superficie del depósito de origen, como ocurre a veces cuando se utiliza en riego. En funcionamiento, un aliviadero de sifón se considera un sistema de "flujo de tubería" o "flujo de conducto cerrado". Un flujo de aliviadero normal está presurizado por la altura del depósito sobre el aliviadero, mientras que el caudal de un sifón se rige por la diferencia de altura entre la entrada y la salida. Algunos diseños utilizan un sistema automático que utiliza el flujo de agua en un vórtice en espiral para eliminar el aire de arriba y cebar el sifón. Este diseño incluye el sifón de voluta.

Inodoro con cisterna

Los inodoros con cisterna suelen tener un efecto sifón a medida que se vacía la taza.

Algunos inodoros también utilizan el principio de sifón para obtener la descarga real de la cisterna. La descarga se activa mediante una palanca o manija que opera una simple bomba de pistón similar a un diafragma que eleva suficiente agua hasta la cresta del sifón para iniciar el flujo de agua que luego vacía completamente el contenido de la cisterna en la taza del inodoro. La ventaja de este sistema era que no se escaparía agua de la cisterna excepto cuando se descargaba. Fueron obligatorios en el Reino Unido hasta 2011.

Los primeros urinarios incorporaban un sifón en la cisterna que se descargaba automáticamente en un ciclo regular porque había un chorrito constante de agua limpia que llegaba a la cisterna mediante una válvula ligeramente abierta.

Dispositivos que no son verdaderos sifones

Café con sifón

Mientras que si ambos extremos de un sifón están a presión atmosférica, el líquido fluye de mayor a menor, si el extremo inferior de un sifón está presurizado, el líquido puede fluir de menor a mayor. Si se elimina la presión del extremo inferior, el flujo de líquido se invertirá, lo que ilustra que es la presión la que impulsa el sifón. Un ejemplo cotidiano de esto es la cafetera de sifón, que funciona de la siguiente manera (los diseños varían; este es un diseño estándar, omitiendo los posos del café):

• un vaso de vidrio se llena de agua, luego se corked (so hermético) con un sifón pegado verticalmente hacia arriba
• otro vaso de vidrio se coloca en la parte superior, abierto a la atmósfera – el vaso superior está vacío, el fondo está lleno de agua
• el vaso inferior se calienta luego; a medida que aumenta la temperatura, la presión de vapor aumenta (se evapora cada vez más); cuando el agua hierve la presión de vapor equivale a presión atmosférica, y a medida que la temperatura aumenta por encima de la presión en el vaso inferior, entonces excedentes presión atmosférica, y empuja el agua hasta el tubo de sifón en el vaso superior.
• una pequeña cantidad de agua caliente y vapor todavía permanecen en el vaso inferior y se mantienen calentadas, con esta presión manteniendo el agua en el vaso superior
• cuando el calor se retira del vaso inferior, la presión de vapor disminuye, y ya no puede soportar la columna de agua – gravedad (actuando sobre el agua) y la presión atmosférica luego empujar el agua hacia el vaso inferior.

En la práctica, el recipiente superior se llena con café molido y el calor se elimina del recipiente inferior cuando el café ha terminado de prepararse. Lo que significa concretamente la presión de vapor es que el agua hirviendo convierte agua de alta densidad (un líquido) en vapor de baja densidad (un gas), que así se expande para ocupar más volumen (en otras palabras, la presión aumenta). Esta presión del vapor en expansión fuerza al líquido a subir por el sifón; cuando el vapor se condensa en agua, la presión disminuye y el líquido regresa hacia abajo.

Bomba de sifón

Si bien un simple sifón no puede producir líquido a un nivel superior al del depósito fuente, un dispositivo más complicado que utiliza una cámara dosificadora hermética en la cresta y un sistema de válvulas automáticas puede descargar líquido de forma continua, a un nivel superior. que el depósito fuente, sin añadir energía de bombeo exterior. Puede lograr esto a pesar de lo que inicialmente parece ser una violación de la conservación de energía porque puede aprovechar la energía de un gran volumen de líquido que cae desde cierta distancia, para elevar y descargar un pequeño volumen de líquido por encima del depósito fuente. Por lo tanto, se podría decir que “exige”; una gran cantidad de líquido que cae para impulsar la dispensación de una pequeña cantidad. Un sistema de este tipo normalmente funciona de forma cíclica o de arranque/parada, pero de forma continua y autoalimentada. Las bombas de ariete no funcionan de esta manera. Estas bombas dosificadoras son verdaderos dispositivos de bombeo por sifón que utilizan sifones como fuente de energía.

Sifón invertido

Un sifón invertido no es un sifón sino un término aplicado a tuberías que deben sumergirse debajo de una obstrucción para formar una "U" trayectoria de flujo en forma.

Los grandes sifones invertidos se utilizan para transportar agua que se transporta en canales o canales a través de valles, para riego o extracción de oro. Los romanos utilizaban sifones invertidos de tubos de plomo para atravesar valles que eran demasiado grandes para construir un acueducto.

Los

sifones invertidos se denominan comúnmente trampas por su función de evitar que los gases de alcantarillado regresen de las alcantarillas y, a veces, hacer que objetos densos como anillos y componentes electrónicos se puedan recuperar después de caer en un desagüe. El líquido que fluye por un extremo simplemente empuja el líquido hacia arriba y hacia afuera por el otro extremo, pero los sólidos como la arena se acumularán. Esto es especialmente importante en sistemas de alcantarillado o alcantarillas que deben pasar por debajo de ríos u otras obstrucciones profundas, donde el mejor término es "alcantarillado deprimido".

Sifonaje trasero

Sifonaje trasero es un término de plomería que se aplica a la inversión del flujo normal de agua en un sistema de plomería debido a una presión bruscamente reducida o negativa en el lado del suministro de agua, como una alta demanda en el suministro de agua por un incendio. -lucha; No es un sifón real, sino succión. El sifonaje hacia atrás es raro ya que depende de entradas sumergidas en el extremo de salida (casa) y son poco comunes. El retrosifonaje no debe confundirse con el reflujo; que es el flujo inverso de agua desde el extremo de salida al extremo de suministro causado por la presión que se produce en el extremo de salida. Además, los códigos de construcción generalmente exigen una válvula de retención donde el suministro de agua ingresa al edificio para evitar el reflujo hacia el sistema de agua potable.

Válvula antisifón

Los códigos de construcción a menudo contienen secciones específicas sobre sifonaje posterior y especialmente para grifos externos (consulte la cita de ejemplo del código de construcción a continuación). En dichos diseños se requieren dispositivos de prevención de reflujo, como válvulas antisifón. La razón es que los grifos externos pueden estar conectados a mangueras que pueden estar sumergidas en una masa de agua externa, como un estanque de jardín, una piscina, un acuario o una lavadora. En estas situaciones, el flujo no deseado no es en realidad el resultado de un sifón sino de la succión debido a la presión reducida en el lado del suministro de agua. Si la presión dentro del sistema de suministro de agua cae, el agua externa puede regresar mediante contrapresión al sistema de agua potable a través del grifo. Otro posible punto de contaminación es la entrada de agua en el tanque del inodoro. Aquí también se requiere una válvula antisifón para evitar que las caídas de presión en la línea de suministro de agua succionen agua del tanque del inodoro (que puede contener aditivos como "azul inodoro") y contaminen el sistema de agua. Las válvulas antisifón funcionan como válvulas de retención unidireccionales.

Las válvulas antisifón también se utilizan con fines médicos. La hidrocefalia, o exceso de líquido en el cerebro, se puede tratar con una derivación que drena el líquido cefalorraquídeo del cerebro. Todas las derivaciones tienen una válvula para aliviar el exceso de presión en el cerebro. La derivación puede conducir a la cavidad abdominal de manera que la salida de la derivación sea significativamente más baja que la entrada de la derivación cuando el paciente está de pie. Por lo tanto, puede producirse un efecto sifón y, en lugar de simplemente aliviar el exceso de presión, la derivación puede actuar como un sifón, drenando completamente el líquido cefalorraquídeo del cerebro. La válvula en la derivación puede diseñarse para evitar esta acción de sifón, de modo que la presión negativa en el drenaje de la derivación no produzca un drenaje excesivo. Sólo el exceso de presión positiva desde el interior del cerebro debería provocar drenaje.

La válvula antisifón en las derivaciones médicas evita el exceso de flujo de líquido. En los sistemas de plomería, la válvula antisifón evita el reflujo.

Did you mean:

Sample building code regulations regarding "backsiphonage#34; from the Canadian province of Ontario:

7.6.2.3.Volver Siphonage

1. Todo sistema de agua potable que proporcione un dispositivo o tanque que no esté sujeto a presiones por encima de la atmosférica estará protegido contra el back-siphonage por un evitador de flujos de respaldo.
2. Cuando un suministro de agua potable esté conectado a una caldera, tanque, chaqueta de enfriamiento, sistema de rociador de césped u otro dispositivo donde un líquido no potable puede estar bajo presión que está por encima de la atmosférica o la salida de agua puede ser sumergida en el fluido no potable, el suministro de agua será protegido contra el flujo de agua por un preventor de reflujo.
3. Cuando se instale un bibb de manguera fuera de un edificio, dentro de un garaje, o donde exista un riesgo identificable de contaminación, el sistema de agua potable estará protegido contra el retroceso por un prevenidor de flujo.

Otros dispositivos antisifón

Además de las válvulas antisifón, también existen dispositivos antisifón. Los dos no están relacionados en la aplicación. El sifón se puede utilizar para extraer combustible de los tanques. El aumento del costo del combustible ha sido vinculado en varios países con el aumento del robo de combustible. Los camiones, con sus grandes tanques de combustible, son los más vulnerables. El dispositivo antisifón impide que los ladrones introduzcan un tubo en el depósito de combustible.

Barómetro de sifón

Un barómetro de sifón es el término que a veces se aplica al barómetro de mercurio más simple. Un tubo continuo en forma de U del mismo diámetro en todas partes se sella en un extremo y se llena con mercurio. Cuando se coloca en posición vertical, "U", el mercurio se alejará del extremo sellado, formando un vacío parcial, hasta que se equilibre con la presión atmosférica en el otro extremo. El término "sifón" Se deriva de la creencia de que la presión del aire interviene en el funcionamiento de un sifón. La diferencia de altura del fluido entre los dos brazos del tubo en forma de U es la misma que la altura intermedia máxima de un sifón. Cuando se utiliza para medir presiones distintas a la atmosférica, un barómetro de sifón a veces se denomina medidor de sifón; Estos no son sifones, sino que siguen un diseño estándar en forma de "U" que conduce al término. Los barómetros de sifón todavía se fabrican como instrumentos de precisión. Los barómetros de sifón no deben confundirse con un pluviómetro de sifón.

Botella sifón

Una botella de sifón (también llamada sifón de refresco o, arcaicamente, sifón) es una botella presurizada con un respiradero y una válvula.. No es un sifón, ya que la presión dentro de la botella impulsa el líquido hacia arriba y hacia afuera por un tubo. Una forma especial fue el gasógeno.

Copa sifón

Una taza con sifón es el depósito de pintura (que cuelga) conectado a una pistola rociadora, no es un sifón, ya que una bomba de vacío extrae la pintura. Este nombre es para distinguirlo de los embalses alimentados por gravedad. Un uso arcaico del término es una taza de aceite en la que el aceite se transporta fuera de la taza a través de una mecha o tubo de algodón a una superficie a lubricar; esto no es un sifón sino un ejemplo de acción capilar.

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Hero 's siphon

El sifón de Heron no es un sifón, ya que funciona como una bomba de presión impulsada por gravedad. A primera vista parece una máquina de movimiento perpetuo, pero se detendrá cuando el aire en el cebador la bomba está agotada. En una configuración ligeramente diferente, también se la conoce como fuente de Heron.

Sifón Venturi

Un sifón venturi, también conocido como eductor, no es un sifón sino una forma de bomba de vacío que utiliza el efecto Venturi de fluidos que fluyen rápidamente (por ejemplo, aire) para producir bajas presiones para succionar otros fluidos; un ejemplo común es el carburador. Ver cabezal de presión. La baja presión en la garganta del venturi se llama sifón cuando se introduce un segundo fluido, o aspirador cuando el fluido es aire; este es un ejemplo de la idea errónea de que la presión del aire es la fuerza operativa de los sifones.

Drenaje sifónico de tejado

A pesar del nombre, el drenaje sifónico de techo no funciona como un sifón; La tecnología utiliza el bombeo de vacío inducido por gravedad para transportar agua horizontalmente desde múltiples desagües del techo a una sola bajante y para aumentar la velocidad del flujo. Los deflectores metálicos en las entradas de drenaje del techo reducen la inyección de aire, lo que aumenta la eficiencia del sistema. Un beneficio de esta técnica de drenaje es la reducción de los costos de capital en la construcción en comparación con el drenaje de techo tradicional. Otro beneficio es la eliminación de la inclinación o pendiente de la tubería requerida para las tuberías de drenaje de techos convencionales. Sin embargo, este sistema de bombeo por gravedad es principalmente adecuado para edificios grandes y no suele ser adecuado para propiedades residenciales.

Autosifones

El término autosifón se utiliza de varias maneras. Los líquidos compuestos de polímeros largos pueden "autosifonarse" y estos líquidos no dependen de la presión atmosférica. Los líquidos poliméricos con autosifón funcionan igual que el modelo de cadena de sifón, donde la parte inferior de la cadena tira del resto de la cadena hacia arriba y sobre la cresta. Este fenómeno también se denomina sifón sin cámara.

"Autosifón" Los fabricantes de sifones también lo utilizan a menudo en la literatura de ventas para describir sifones portátiles que contienen una bomba. Con la bomba, no se requiere succión externa (por ejemplo, de la boca o los pulmones de una persona) para iniciar el sifón y, por lo tanto, el producto se describe como un "autosifón".

Si el depósito superior es tal que el líquido que hay allí puede elevarse por encima de la altura de la cresta del sifón, el líquido que sube en el depósito puede "autocebarse"; el sifón y todo el aparato se denominan "autosifón". Una vez cebado, dicho sifón seguirá funcionando hasta que el nivel del depósito superior caiga por debajo de la entrada del sifón. Estos sifones autocebantes son útiles en algunos pluviómetros y presas.

En la naturaleza

Anatomía

El término "sifón" se utiliza para una serie de estructuras en la anatomía humana y animal, ya sea porque se trata de líquidos que fluyen o porque la estructura tiene forma de sifón, pero en el que no se produce ningún efecto de sifón real: consulte Sifón (desambiguación).

Ha habido un debate sobre si el mecanismo del sifón desempeña un papel en la circulación sanguínea. Sin embargo, en el 'circuito cerrado' de circulación este estaba descontado; "Por el contrario, en las zonas 'cerradas' En sistemas como la circulación, la gravedad no obstaculiza el flujo ascendente ni causa flujo descendente, porque la gravedad actúa por igual en los extremos ascendentes y descendentes del circuito, pero por "razones históricas", el término se utiliza. Una hipótesis (en 1989) fue que existía un sifón en la circulación de la jirafa. Pero una investigación adicional en 2004 encontró que "no hay gradiente hidrostático y desde la "caída" de fluido no ayuda al brazo ascendente, no hay sifón. La alta presión arterial de la jirafa, que es suficiente para elevar la sangre 2 m desde el corazón hasta la cabeza, con suficiente presión restante para perfundir el cerebro, respalda este concepto." Sin embargo, un artículo escrito en 2005 instaba a realizar más investigaciones sobre la hipótesis:

El principio del sifón no es específico y debe ser un principio fundamental de los sistemas circulatorios cerrados. Por lo tanto, la controversia relativa al papel del principio del sifón puede resolverse mejor por un enfoque comparativo. Los análisis de la presión arterial sobre una variedad de animales de larga data y de larga data, que tienen en cuenta la relación filogenética, serán importantes. Además, estudios experimentales que combinan las mediciones de las presiones arteriales y venosas, con el flujo sanguíneo cerebral, bajo una variedad de tensiones gravitatorias (diferentes posiciones de la cabeza), resolverán finalmente esta controversia.

Especie

Algunas especies reciben el nombre de sifones porque se parecen a los sifones en su totalidad o en parte. Los geosifones son hongos. Hay especies de algas pertenecientes a la familia Siphonocladaceae en el filo Chlorophyta que tienen estructuras en forma de tubos. Ruellia villosa es una planta tropical de la familia Acanthaceae que también se conoce con el sinónimo botánico, 'Siphonacanthus villosus Nees'.

Geología

En espeleología, un sifón o sumidero es la parte del pasaje de una cueva que se encuentra bajo el agua y a través del cual los espeleólogos tienen que sumergirse para avanzar más en el sistema de cuevas, pero no es un sifón real.

Ríos

Un sifón de río ocurre cuando parte del flujo de agua pasa debajo de un objeto sumergido como una roca o el tronco de un árbol. El agua que fluye bajo la obstrucción puede ser muy poderosa y, como tal, puede resultar muy peligrosa para practicar kayak, barranquismo y otros deportes acuáticos fluviales.

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Explanation using Bernoulli 's equation

Did you mean:

Bernoulli 's equation may be applied to a siphon to derive its ideal flow rate and theoretical maximum height.

Que la superficie del embalse superior sea la elevación de referencia.

Vamos. A ser el punto de partida de sifón, inmerso en el depósito superior y a una profundidad −d debajo de la superficie del embalse superior.

Dejar punto B ser el punto alto intermedio en el tubo sifón a la altura +h_B sobre la superficie del embalse superior.

Dejar punto C ser el punto de drenaje del sifón en altura −h_C debajo de la superficie del embalse superior.

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Bernoulli 's equation:

v22+gSí.+P*** *** =constant{displaystyle {v^{2} over 2}+gy+{ P over rho }=mathrm {constant}

v{displaystyle v;} = velocidad del fluido a lo largo de la aerolínea

g{displaystyle g;} = aceleración gravitacional hacia abajo

Sí.{displaystyle y;} = elevación en el campo de gravedad

P{displaystyle P;} = presión a lo largo de la racionalización

*** *** {displaystyle rho ;} = densidad de líquido

Aplique la ecuación de Bernoulli a la superficie del depósito superior. Técnicamente, la superficie está cayendo a medida que se drena el depósito superior. Sin embargo, para este ejemplo asumiremos que el depósito es infinito y que la velocidad de la superficie puede establecerse en cero. Además, la presión tanto en la superficie como en el punto de salida C es la presión atmosférica. De este modo:

022+g()0)+Patm*** *** =constant{displaystyle {0^{2} over 2}+g(0)+{P_{mathrm {atm} over rho }=mathrm {constant}

()1)

Aplique la ecuación de Bernoulli al punto A al inicio del tubo de sifón en el depósito superior donde P = P_A, v = v_A y y = −d

vA22− − gd+PA*** *** =constant{displaystyle {v_{A}{2} over 2}-gd+{P_{A} over rho }=mathrm {constant}

()2)

Aplique la ecuación de Bernoulli al punto B en el punto intermedio alto del tubo sifón donde P = P_B, v = v_B y y = h_B

vB22+ghB+PB*** *** =constant{displaystyle {v_{B}{2}over 2}+gh_{B}+{P_{B} over rho }=mathrm {constant}

()3)

Aplica la ecuación de Bernoulli al punto C donde se vacía el sifón. Donde v = v_C y y = −h_C. Además, la presión en el punto de salida es la presión atmosférica. De este modo:

vC22− − ghC+Patm*** *** =constant{displaystyle {v_{C}{2} over 2}-gh_{C}+{P_{mathrm {atm} over rho }=mathrm {constant}

()4)

Velocidad

Como el sifón es un sistema único, la constante en las cuatro ecuaciones es la misma. Al igualar las ecuaciones 1 y 4 se obtiene:

022+g()0)+Patm*** *** =vC22− − ghC+Patm*** *** {displaystyle {0^{2}over 2}+g(0)+{P_{mathrm {atm} over rho }={v_{C} {2} over 2}-gh_{C}+{P_{mathrm {atm} over rho }}

Resolviendo para v_C:

Velocity of siphon:

vC=2ghC{displaystyle {fnK}}

Por tanto, la velocidad del sifón depende únicamente de la diferencia de altura entre la superficie del depósito superior y el punto de drenaje. La altura del punto alto intermedio, h_B, no afecta la velocidad del sifón. Sin embargo, al ser el sifón un solo sistema, v_B = v_C y el punto alto intermedio sí limita la velocidad máxima. El punto de drenaje no se puede bajar indefinidamente para aumentar la velocidad. La ecuación 3 limitará la velocidad para retener una presión positiva en el punto alto intermedio para evitar la cavitación. La velocidad máxima se puede calcular combinando las ecuaciones 1 y 3:

022+g()0)+Patm*** *** =vB22+ghB+PB*** *** {displaystyle {0^{2}over 2}+g(0)+{P_{mathrm {atm} over rho }={v_{B} {2} over 2}+gh_{B}+{P_{B} over rho }

Estableciendo P_B = 0 y resolviendo para v_max:

Velocidad máxima de sifón:

vmax=2()Patm*** *** − − ghB){displaystyle v_{mathrm {max}={sqrt {2left({P_{mathrm {atm} over rho - Sí.

La profundidad, −d, del punto de entrada inicial del sifón en el depósito superior, no afecta la velocidad del sifón. La Ecuación 2 no implica ningún límite a la profundidad del punto de inicio del sifón, ya que la presión P_A aumenta con la profundidad d. Ambos hechos implican que el operador del sifón puede desnatar el depósito superior sin afectar el rendimiento del sifón.

Esta ecuación para la velocidad es la misma que la de cualquier objeto que cae a una altura h_C. Esta ecuación supone que P_C es la presión atmosférica. Si el extremo del sifón está debajo de la superficie, no se puede utilizar la altura hasta el final del sifón; más bien se debe utilizar la diferencia de altura entre los depósitos.

Altura máxima

Aunque los sifones pueden superar la altura barométrica del líquido en circunstancias especiales, p. cuando el líquido está desgasificado y el tubo está limpio y liso, en general la altura máxima práctica se puede encontrar de la siguiente manera.

Al igualar las ecuaciones 1 y 3 se obtiene:

022+g()0)+Patm*** *** =vB22+ghB+PB*** *** {displaystyle {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 alto intermedio ocurre cuando es tan alta que la presión en el punto alto intermedio es cero; En escenarios típicos, esto hará que el líquido forme burbujas y, si las burbujas se agrandan hasta llenar la tubería, el sifón se "romperá". Estableciendo P_B = 0:

Patm*** *** =vB22+ghB{displaystyle {\fnK} {fnMicrosoft} {fnMicrosoft} {fnMicrosoft} {\fnMicrosoft} {fnMicrosoft} {fnMicrosoft}} {fnMicrosoft} {fn}} {\fnMicrosoft} {fnMicrosoft}}}} {f}}}}}}\\\\\\\\\\\\\\\\\\\fn\\\fnH\\\\\\fn\\fn\\\\\\\\\\fn\\\\\\fnH\fn}\\\fnH\\\\\\\\\\\fn\\\\fn }={v_{B} {2} over 2}+gh_{B}

Resolviendo para h_B:

Altura general de sifón:

hB=Patm*** *** g− − vB22g.{displaystyle h_{B}={P_{mathrm {atm} over rho g}-{v_{B}^{2} over 2g}

Esto significa que la altura del punto alto intermedio está limitada por la presión a lo largo de la línea de corriente que siempre es mayor que cero.

Altura máxima de sifón:

hB,max=Patm*** *** g{displaystyle h_{Bmathrm {,max} }={P_{mathrm {atm} over rho g}

Esta es la altura máxima a la que funcionará un sifón. Los valores de sustitución darán aproximadamente 10 m (33 pies) para agua y, por definición de presión estándar, 0,76 m (760 mm; 30 pulgadas) para mercurio. La relación de alturas (aproximadamente 13,6) es igual a la relación de densidades del agua y el mercurio (a una temperatura determinada). Mientras se cumpla esta condición (presión superior a cero), el caudal a la salida del sifón sigue estando gobernado únicamente por la diferencia de altura entre la superficie de la fuente y la salida. El volumen de fluido en el aparato no es relevante mientras la altura de presión permanezca por encima de cero en cada sección. Debido a que la presión cae cuando aumenta la velocidad, un sifón estático (o manómetro) puede tener una altura ligeramente mayor que un sifón que fluye.

Funcionamiento en vacío

Los experimentos han demostrado que los sifones pueden funcionar en vacío, mediante cohesión y resistencia a la tracción entre moléculas, siempre que los líquidos sean puros y desgasificados y las superficies estén muy limpias.

Diccionario Oxford de inglés

La entrada del Oxford English Dictionary (OED) sobre sifón, publicada en 1911, afirma que un sifón funciona mediante presión atmosférica. Stephen Hughes, de la Universidad Tecnológica de Queensland, criticó esto en un artículo de 2010 que tuvo amplia cobertura en los medios. Los editores del OED declararon: "Existe un debate continuo entre los científicos sobre cuál es el punto de vista correcto... Esperamos reflejar este debate en la entrada completamente actualizada sobre sifón, que se publicará a finales de este año". 34; Hughes continuó defendiendo su visión del sifón en una publicación de finales de septiembre en el blog de Oxford. La definición de 2015 del OED es:

Un tubo utilizado para transportar líquido hacia arriba desde un embalse y luego hacia un nivel inferior de su propio acuerdo. Una vez que el líquido se ha visto obligado a entrar en el tubo, normalmente por succión o inmersión, el flujo continúa sin ayuda.

La Encyclopædia Britannica describe actualmente un sifón como:

Siphon, también deletreado sinfon, instrumento, generalmente en forma de tubo doblado para formar dos piernas de longitud desigual, para transportar líquido sobre el borde de un vaso y entregarlo a un nivel inferior. Siphons puede ser de cualquier tamaño. La acción depende de la influencia de la gravedad (no, como se piensa a veces, de la diferencia en la presión atmosférica; un sifón trabajará en un vacío) y de las fuerzas cohesivas que impiden que las columnas de líquido en las piernas del sifón se rompan bajo su propio peso. A nivel del mar, el agua puede ser levantada un poco más de 10 metros (33 pies) por un sifón. En ingeniería civil, los oleoductos llamados sifones invertidos se utilizan para transportar aguas residuales o de tormenta bajo corrientes, cortes de carreteras u otras depresiones en el suelo. En un sifón invertido el líquido llena completamente la tubería y fluye bajo presión, en lugar del flujo de gravedad de canales abiertos que ocurre en la mayoría de las alcantarillas sanitarias o de tormenta.

Estándares en ingeniería o industria

La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) publica la siguiente norma triarmonizada:

• ASSE 1002/ASME A112.1002/CSA B125.12 sobre Requisitos de Rendimiento para Válvulas de Relleno Anti-Siphon (Ballcocks) para Cierre de Agua de Gravidad