Hewel of Sifon
Last update: April 12, 2012 08:24:50 AM
'N Sifon is eenvoudig 'n pyp wat in aanraking is met 'n massa water op so 'n manier dat sy onderste end laer lê as die oppervlakte van die water. Die middel van die pyp is krom en steek bokant die water uit, dan buig hy weer af totdat sy onderent laer is as die water. Omdat die pyp se uitloop laer is as die water se oppervlakte, en omdat daar 'n lugdruk op die watermassa is, daarom werk die sifon.
Figuur 1 wys die beginsel van 'n barometer, waarby 'n lang pyp, heeltemal met water gevul (en waarvan die een end toe is) omgekeer in 'n bak met water staan. As die oop end van die pyp toegehou word, en eers oopgemaak word as die end van die pyp onder water is, dan sal die water wat in die pyp is 'n bietjie afsak, en op die hoogte H bly staan. Die ruimte in die pyp bokant die waterkolom is dan gedeeltelik lugledig en gedeeltelik met wasem gevul. Die rede waarom die waterkolom tot by die hoogte R bly staan is omdat die lugdruk A.A.A. op die oppervlakte van die water in die bak, die water in die pyp in opforseer. As daar 'n gaatjie in die pyp gemaak word sodat daar lug kan inkom, dan is daar 'n lugdruk binne sowel as buite die pyp, en dan val die pyp se waterkolom natuurlik totdat dit gelyk staan met die water in die bak. Hierdie punt moet goed onthou word. Die hoogte H word genoem die " barometerhoogte " (in hierdie geval 'n waterbarometer) en by seespieël is dit sowat 34 voet. Hoe hoër bokant die seespieël, hoe minder word dit; op 4,000 vt. is dit omtrent 29 voet. Dit beteken dat 'n perfekte suigpomp, wat al die lug uit 'n suigpyp sou kan trek, in die teorie water 29 voet hoog moet kan pomp op 4,000 voet. Op Middelburg, 4,100 voet bokant die seespieël, het skrywer daarin geslaag om met 'n feitelik perfekte sentrifugale pomp water tot op 23 voet op te pomp, maar hoër nie. Tot dusver sien ons dat die lugdruk water in 'n buis of pyp maar net tot op 'n seker hoogte kan opdruk, wat afhang van die hoogte bokant die seespieël.
Fig. 2 toon 'n bak water aan met 'n reguit pyp N aan die bodem aangebring. Die hoogteverskil tussen die oppervlakte van die water in die bak en die uitgang van die pyp word aangetoon deur F. Dit is die bruikbare "val" van die pyp. Die buis M is 'n hewel of sifon, waarvan die hoogste punt S voet bokant die water staan, en die uitloop F voet benede die oppervlakte van die water. Altwee het dieselfde val, en as albei ewe lang en wyd is sal hulle ewe veel water uitsuig.
Die hoogte S is die "suighoogte" en solank as wat hierdie hoogte minder is as die hoogte H in Fig. 1, m.a.w. die " hoogte van die water barometer," vir die bewuste hoogte bo die seespieël, sal die sifon werk, maar as S hoër word as H dan kan die lugdruk die water nie so hoog opstoot nie, en dan staan die sifon stil.
Dis nou duidelik waarom die water by die onderent van die buis of pyp uitloop, dis eenvoudig omrede die verskil in hoogte tussen die oppervlakte van die water en die uitgang van die pyp, m.a.w. die "val " van die water. Al wat die lugdruk doen is om die water in die pyp in op te dwing sover as die hoogte S. Dit wys dat 'n sifon eenvoudig 'n uitlooppyp is, nes pyp N en op sigselwe geen water uit 'n boorgat kan forseer nie, soos bv. 'n windmeul dit doen.
Fig. 3 is 'n tipiese voorbeeld van hoedat 'n sifon in 'n boorgat opgestel word. Vergelyk dit met Fig. 2. Die suigkop S kom ooreen met die hoogte S in Fig. 2 en dit is die hoogte van bo op die water in die boorgat tot by die sifon se hoogste punt. Die val F is, soos voorheen, die verskil in hoogte tussen die oppervlakte van die water in die boorgat en die onderste end van die sifon. Die suigpyp het 'n voetklep onderaan, wat wenslik is, maar nie absoluut noodsaaklik nie. Onder aan die sifon is 'n afsluitkraan, S.C., wat wel noodsaaklik is. Dan is daar op die hoogste deel van die sifon 'n T-stuk op die pyp; in sy lyf is 'n kort stuk pypwerk vasgeskroef wat ook 'n afsluitkraan het, S.C. Bo aan die kraan is 'n klein pompie, P. Die sifon moet vol water wees om te werk, dus moet al die lug daar nou uitgehaal word. Maak die kraan by die uitloop toe, en maak die kraan onderkant die pomp oop. Pomp nou totdat die water uit die boorgat uit die pomp uit loop. Nou is die sifon vol water. Sluit nou die kraan benede die pomp, en draai oop die kraan aan die end van die sifon. Daar loop die water.
As die sifon miskien lug sluk, deurdat die voeg of naat ondig is, of om ander redes, dan sal sulke lug natuurlik die hoogste punt in die sifon inneem en daar ophoop totdat dit die vloei van die water verhinder. Die onderste bietjie water sal dan natuurlik uitloop, en as die suigpunt van die sifon geen voetklep het nie, sal die se water somaar in die boorgat in terugval. Dan moet die sifon weer volgemaak word, nes voorheen.
Baie sifons is sonder pompie of kraan by hul hoogste punt. In plek daarvan is daar net 'n T-stuk, waarvan die lyf regop staan, van 'n prop voorsien. As die sifon weier, draai dan die onderste kraan toe, haal die prop uit die T-stuk, en vul die pyp met emmers deur die T-stuk. Steek die prop dan weer in. Dit gee moeite, maar as daar genoeg water byderhand is (behalwe die binne die boorgat, wat dan moeilik te bereik is), dan is 'n pompie onnodig. Skrywer het eenmaal gesien dat die pompie op 'n aparte suigpyp bevestig is wat die water in 'n groot tregter inpomp wat bokant die T-stuk se kraan bevestig is. Dit werk heeltemal bevredigend.
Om die sifon goed te laat werk moet al die voeë of nate absoluut lugdig wees. Dis die vernaamste punt. Die ondervinding leer ook dat as daar 'n klein dammetjie of so iets onderkant die pyp kan wees, sodat die tuit onder water bly, daar geen lug daaruit in die pyp kan in kom nie:
Ten slotte, al is die waterbarometer hoogte op 4,000 voet bokant die seespieël 29 voet, en 'n suigpomp kan tot by 23 voet trek, sal dit nooit betaal om 'n sifon so hoog te wil laat suig nie; maar liewer veel minder, want dit gebeur byna altyd dat die water met die pomp sak, wat natuurlik die suighoogte vergroot.
Vir 'n sifon raai ons nooit meer as 'n suighoogte van 15 voet aan nie. Verder, hoe groter die val (die hoogte F in die sketse) hoe meer water gelewer word, Maar as 'n groter val alleen te verkry is deur die uitloop end van die pyp besonder te verleng, dan is dit gebeurlik dat juis die ekstra stuk pyp die vermeerderde deurvloei van water verhinder, in watter geval dit 'n onnodige uitgawe sou wees.
Die beste kondisies vir 'n sifon of hewel is: hy moet die water nie te hoog hoef te lig nie, en vir sy uitloop end moet daar 'n groot val in 'n kort afstand wees.