Vòi phun Herông kiểu mới

Thứ hai , 06/04/2015, 17:13 GMT+7
     
Dạng vòi phun thông thường mà người ta cho là do nhà cơ học cổ điển Herông Alecxanđri nghĩ ra, chắc là đã được nhiều bạn đọc biết đến. Ở đây tôi xin nhắc lại cấu tạo của nó trước khi đi vào mô tả để giới thiệu dạng cải tiến của loại vòi phun đáng chú ý này.

Vòi phun Herông gồm có ba cái bình: bình trên hở miệng (a) và hai bình dưới có dạng hình cầu (b và c) bít kín. Có ba cái ống nối thông với các bình. Khi bình a có ít nước, bình b đẩy nước, còn bình c chứa không khí, thì vòi phun bắt đầu phun nước: nước theo ống chảy từ a vào c, đẩy không khí ở đây vào bình b; dưới áp suất của không khí này, nước từ bình b theo ống lên phía trên phun thành vòi phun trên bình hở miệng a. Chừng nào trong bình b hết nước, vòi phun cũng ngừng phun.

Vòi phun Herông kiu cũ.

Dạng vòi phun Herông cổ xưa là như vậy. Ở Ý có một giáo viên trung học, cánh nghèo nàn ở phòng thí nghiệm của mình đã thôi thúc ông nghiên cứu sáng tạo. Ông đã đơn giản hóa được cấu tạo của vòi phun Herông và nghĩ ra được các dạng cải tiền của nó. Dạng cải tiến này mọi người đều có thể làm được, chỉ cần có ít phương tiện đơn giản. Thay vào các bình cầu, ông ta dùng các chai lọ & hiệu

Vòi phun Herông kiu cải tiến.

thuốc; thay cho các ống kim loại hay thủy tinh, ông dùng ống cao su. Bình trên cùng không cần phải đục lỗ mà có thể uốn cong các đầu cuối của hai ống rồi đặt vào bình như trên hình (phía trên, bên trái). Ở dạng này vòi phun dùng thuận tiện hơn nhiều: khi nào tất cả nước từ lọ b qua bình a chảy hết vào lọ c, lúc đó chỉviệc thay đổi chỗ của hai lọ b và c thì vòi phun lại phun trởlại; chỉ có điều là chớ quên vặn lấy đầu vòi phun ở ống này để lắp vào ống kia.

Một thuận tiện khác của vòi phun cải tiến này là có thể tùy ý thay đổi vị trí của các lọ và nghiên cứu

Vòi phun làm việc dưới áp sut của thủy ngân. 1 Tia nước phun lên cao gp 10 lần hiệu số giữa các mực thủy ngân ở trong hai lọ.

mực nước trong các lọ ảnh hưởng đến chiều cao phun nước như thế nào.

Nếu như bạn muốn tia nước phun lên rát cao, cao gấp mấy lần thì chỉviệc thay nước bằng thủy ngân và thay không khí bằng nước vào hai lọ & phía dưới (hình 61). Hoạt động của vòi phun cũng dễ hiểu: thủy ngân chảy từ lọ c vào lọ b sẽ đẩy nước ra khỏi lọ và làm cho nước phun lên.

Biết được thủy ngân 13,5 lần nặng hơn nước,chúng ta có thể tính được tia nước sẽ phun lên đến độ cao nào. Ta ký hiệu sự khác nhau của các mực nước tương ứng là h1,h2, h3Bây giờ ta phân tích xem dưới tác dụng của áp suất nào đã làm cho thủy ngân từ lọ c chảy sang lọ b. Thủy ngân trong các ống nồi chịu áp suất ở cả hai phía. Phía phải tác dụng lên nó là áp suất của hiệu h2 của các cột thủy ngân (tương đương với áp suất 13,5 lần lớn hơn cột nước cao, tức là 13,5 h2) cộng với áp suất của cột nước h1. Phía trái là áp suất của cột nước h3.Kết quả là thủy ngân bị đẩy một lực bằng13,5h2+ h1-h3.

Nhưng h3–h1= h2; sau khi thay h1-h3 = -h2 ta có

13,5h2 -h2= 12,5h2

Như vậy, thủy ngân cháy vào lọ b dưới áp suất của trọng lượng cột nước cao 12,5h2. Theo lý thuyết, vòi phun phải phun đến độ cao bằng hiệu các mực thủy ngân trong hai lọ, nhân với 12,5. Nhưng chiều cao lý thuyết đó đã bị lực ma sát làm giảm đi ít nhiều.

Tuy vậy, cái vòi phun vừa được mô tảtrên có khả năng làm cho tia nước phun lên rất cao. Chẳng hạn, muốn có tia nước phun cao 10 m, ta chỉcần đặt hai lọ thủy tinh chênh nhau 1 m là đủ. Điều đáng chú ý là, từ các tính toán của chúng ta cho thấy vị trí cao thấp của bình a đối với các lọ thủy ngân không có ảnh hướng gì đến chiều cao của tia nước.

Nguồn: Nhungbaivanhay.net
Voi phun herong the nao la voi phun herong kieu voi phun herong