虹吸与虹吸式坐便器工作原理

坐便器是   为广泛使用的卫生器具之一。由于便器用水约占居民日常用水的50%，节水便器的      了广泛的关注，如学界   认为坐便器优化设计技术的发展是节水卫生系统可持续发展的关键《   中长期和技术发展规划纲要(2006-2020年)》明确了加强生活节水技术及器具是         及主题等。公众、学界的关注和   政策的导向，成为   坐便器节水减污技术   的动力。

与旋转虹吸和一般虹吸式坐便器相比，喷射虹吸式坐便器具有冲洗水量较少、噪声较低的特点，是   受市场欢迎的产品。本文从喷射虹吸产生的流体力学原理出发，采用理论分析与计算流体动力学(CFD)仿真相结合的方法，   一款作者设计的新型喷射虹吸式坐便器的冲洗性能，使其在满足   测试标准的前提下，   加节约用水。

虹吸是一种常见流体力学现象，即液体在表面压强(通常为大气压强)作用下升高到曲管   高点，而后在重力作用下流到比原来液面   低的地方。利用液面高度差，能够对虹吸管管内流速及负压进行控制。只要虹吸管处于满管状态，在重力差的作用下，水就会自然地从吸人端流人排出端，这就是利用虹吸现象将容器内的液体抽出的原理。

坐便器的一般工作过程是：利用蓄水箱与坐便器本体的压力差，将水的势能转化为动能，在S形管道中产生虹吸，将坐便器中的污物和水从排污管道中排出。

在势能的作用下，水流经水箱和冲水管道而下，一方面排出原存在于冲洗管道中的空气，另一方面经由喷射口喷涌而出，当虹吸管道内出现封闭水柱或局部满管流时，CD段的水的流向DB段，形成虹吸。此时E点处的压力低于大气压力，这种现象称之为虹吸负压。这种由前部向后部冲水的坐便器称为前冲式坐便器。

由上述分析可知，压强是产生虹吸的重要的条件，与冲洗效果密切相关。由文献   、仿真以及实验得知，坐便器的节水效果和冲洗效果的好坏主要取决于能否较早地产生强有力的虹吸负压。针对坐便器虹吸过程是非稳态流动这一特征，且DE面为虹吸产生的关键截面，本文用DE截面负压的累积效应对虹吸的非稳态性能进行分析，并以累积负压大小和产生虹吸的时间作为坐便器流动性能优劣的判断依据。