Ефект Вентурі

Ефект Вентурі - це ефект, в основі принципу якого лежить падіння тиску коли потік рідини чи газу протікає через звужену частину труби. Цей ефект названий в честь італійського фізика Джованні Вентурі ( 1746-1822 )

Довідкова інформація

Ефект Вентурі є струменевим ефектом (прикладом є повітряна воронка чи прикладання великого пальця до садового шлангу) , тобто коли швидкість рідини збільшується відповідно до зменшення площі поперечного перерізу ,тоді зменшується статичний тиск. Відповідно до законів, що регулюють динаміку рідини, її швидкість повинна збільшуватись коли вона проходить через звуження, щоб задовольнити принцип безперервності, а його тиск повинен знизитися щоб задовільнити принцип збереження механічної енергії. Таким чином будь-який виграш кінетичної енергії рідини,що може виникнути внаслідок його підвищеної швидкості у місці звуження, забезпечується падінням тиску. Рівняння для зниження тиску за рахунок ефекту Вентурі можуть бути отримані з поєднання принципу Бернуллі і рівняння безперервності. Граничний випадок ефекту Вентурі: коли рідина досягає стану ущільненого потоку, де швидкість рідини підходить швидкості місцевого звуку.В ущільненого потоку масова витрата не буде збільшуватись із подальшим зниженням у серидовищі, нижчому за течією тиску. Тим не менш, масові витрати для стискуваної рідини можна збільшити із збільшенням вхідного тиску, що дозволить збільшити щільність рідини через звуження (хоча швидкість залишиться незмінною). Це принцип роботи сопла де Лаваля. Збільшення температури джерела а також місцевих швидкостей звуку дозволяють збільшити швидкість потоку маси. Посилаючись на малюнок праворуч, використовуючи рівняння Бернуллі в окремому випадку нестисливої рідини, (такі як потік води або іншої рідини, або низькій швидкості потоку газу), теоретичні падіння тиску на стиск визначається за формулою:

[math]{p_1} - {p_2} = \frac{\rho }{2}(v_2^2 - v_1^2)[/math]

де [math]\rho [/math] - густина рідини, [math]{\nu _1}[/math] - швидкість рідини ( повільніша ), [math]{\nu _2}[/math] - швидкість рідини ( швидша ), де труба вже ( як показано на малюнку ).

Експериментальна установка

Труби Вентурі

Найпростіший апарат, як показано на діаграмі, є трубчаста установка, відома як трубка Вентурі або просто Вентурі. Рідина проходить через довжину труби різного діаметру. Щоб уникнути зайвого опору, трубка Вентурі звичайно має запис конус 30 градусів і вихід конус 5 градусів. Для обліку припущення ідеальної рідини часто вводиться коефіцієнт витрати, який зазвичай має значення 0,98.

Діафрагма

Труби Вентурі дорожче побудувати, ніж просту діафрагму , яка використовує той же принцип що й трубчаста схема, але діафрагма має значно більше причин постійної втрати енергії.

Прилади та вимірювання

Вентурі використовуються в промисловості і в наукових лабораторіях для вимірювання кількості протікаючих агресивних і неагресивних газів, парів та рідин, особливо коли потрібні низькі втрати тиску.

Швидкість потоку

Вентурі може бути використаний для вимірювання об'ємної витрати [math]Q[/math]