סיפון (צינור)

סִיפוֹן (מיוונית עתיקה: σίφων), הוא אביזר המאפשר זרימת נוזלים דרך צינור. במובן הצר והשכיח יותר, המונח מתייחס לצינור המוביל נוזל כלפי מעלה, ללא משאבות, אלא על ידי השפעת הגרביטציה. צינור הסיפון חייב להיות מתחת לקו הנוזל במאגר העליון על מנת לשאוב אותו, אך אין חובה כזאת במאגר התחתון.

בסיפונים מעשים, הלחץ האטמוספירי דוחף את הנוזל במעלה הצינור, עד ליצירת לחץ שלילי בעיקול הצינור. לחץ זה נוצר בגלל יציאת הנוזל בצד השני. כששני צידי הסיפון נמצאים בלחץ אטמוספירי, הנוזל יזרום מגבוה לנמוך. אולם, אם הצד הנמוך נמצא בלחץ, הזרימה תהיה מנמוך לגבוה.

משאבת סיפון

סיפון פשוט לא יכול להעביר נוזלים למאגר גבוה ממאגר המקור. מערכת מורכבת יותר המורכבת מתא לחץ בראש הסיפון ומערכת של שסתומים, יכולה להעביר נוזל בצורה קבועה למאגר גבוה יותר מהמקור, ללא צורך במערכות שאיבה. לכאורה, מערכת זו עובדת בניגוד לחוקי שימור האנרגיה, אך דבר זה מתאפשר בזכות עמוד המים הארוך שמניע את עמוד המים הקצר מעל מאגר המקור. שיטת שאיבה זו מצריכה השקעת אנרגיה ראשונית, אך היא ממשיכה מעצמה.

יישומים
כשצריך לזקק נוזלים מסוימים, משתמשים בסיפון. שיטת הסיפון שימושית בהתססה של יין ובירה, מכיוון שכך אפשר לשמור על לכלוכים לא רצויים מחוץ למיכל המשקה. בשימוש בסיפון ניתן לנקז מים ממרתפים לאחר הצפות. בונים צינור המחבר את המרתף עם אזור נמוך יותר מחוץ לו (נהר או ביוב). ממלאים את הצינור במים על ידי שסתום כונס בנקודה הגבוה ביותר הצינור. כששני צידי הצינור פתוחים, המים יזרמו מהמרתף המוצף לנקודה השנייה. סיפון נפוץ גם בחקלאות שלחין כדי להעביר כמות מבוקרת של מים מהתעלה הראשית לתלמים.

המצאות גז בנוזל המועבר בסיפון היא בעיה גדולה במערכת זו. הגז נוטה להצטבר בראש הסיפון (נקודת שיא הגובה) ולשבור את רצף המים הזורמים דרכו, בדרך זו הסיפון יחדל מלפעול. כך, כשהנוזל עולה בסיפון, הלחץ צונח, וגורם לגזים מומסים בתמיסת הנוזל לצאת לפאזה הגזית (בהתאם לחוק הנרי). טמפרטורה גבוהה גם היא גורמת לשחרור מהיר של גזים מהנוזל לפאזה הגזית. ככל שהנוזל נמצא יותר זמן בסיפון- יותר גז ישתחרר, כך שסיפון קצר מהווה פחות בעיה. הנקודות הגבוהות בסיפון לוכדות גזים, כדי להימנע מזה יש ליצור שיפועים רציפים בסיפון, ללא נקודות שיא גובה. צינור היניקה של הסיפון יהיה בעל שיפוע מתון, וכך הבועות יזרמו לשיא הגובה, וצינור הסניקה יהיה בעל שיפוע תלול כך שבועות הגז יזרמו בניגוד לנוזל שבסיפון. אחרים טוענים כי יש צורך שצינור הסניקה יהיה גם הוא בעל שיפוע מתון, כך שהבועות יצאו מחוץ לסיפון. בשיא הגובה יותקן שסתום אוויר, שירוקן את המערכת מאוויר.

בתרבות
אביזר זה מופיע בתלמוד הבבלי, בהקשר של נגיעת גוי ביין: . כאשר הגוי סותם את הצינור במאגר התחתון, הוא אוסר אף את המאגר העליון.

קישורים חיצוניים

 

הידרודינמיקה
צנרת