Zwężka Venturiego

Pomiar zwężką Venturiego dla gazów
Pomiar zwężką Venturiego dla cieczy

Zwężka Venturiego, dysza Venturiego – przepływomierz – przyrząd służący do pomiaru szybkości przepływu płynu (cieczy lub gazu), wynaleziony przez Giovanniego Battistę Venturiego. Zasada jej działania jest ilustracją prawa Bernoulliego[1]:

gdzie:

– wysokość w układzie odniesienia, w którym liczona jest energia potencjalna,
– prędkość płynu,
– przyśpieszenie ziemskie,
– gęstość płynu,
– ciśnienie płynu w rozpatrywanym miejscu.

W rurze o stałej powierzchni przekroju poprzecznego w której przemieszcza się płyn z szybkością znajduje się przewężenie o powierzchni przekroju poprzecznego gdzie płyn przyśpiesza do wartości

Przyśpieszenie to wynika bezpośrednio z równania ciągłości strugi, gdzie strumień objętości lub masy w każdym rozpatrywanym przekroju przepływu musi być sobie równy:

Dla płynów nieściśliwych (o stałej objętości), gęstość nie ulega zmianie dlatego może być pominięta

W przypadku płynów ściśliwych, o ile zmiana gęstości w przepływie jest znacząca powinna być uwzględniona

W klasycznej zwężce Venturiego do pomiaru wykorzystuje się manometr różnicowy. Za pomocą pomiaru różnicy ciśnień statycznych przed zwężeniem i na zwężeniu oraz znanym stosunku przekrojów i możliwe jest wyznaczenie, prędkości płynu i strumienia objętości i strumienia masy

Przez pomiar różnicy poziomów cieczy manometrycznej można wyznaczyć różnicę ciśnień statycznych

Z prawa Bernoulliego oraz warunku ciągłości przepływu wynika, że różnica kwadratów szybkości płynu przed zwężką i na niej jest wprost proporcjonalna do różnicy ciśnień przed zwężką i na niej. Innymi słowy, w miejscu mniejszego przekroju rurki ciśnienie jest mniejsze, a spadek zależy od szybkości przepływu płynu.

Przepływ (strumień objętości) określa wzór:

Eżektorowy skruber Venturiego

gdzie:

– pole przekroju poprzecznego rurki,
– ciśnienie,
– gęstość płynu.

Obecnie w celach pomiarowych wykorzystuje się działające na tej samej zasadzie kryzy.

Zjawisko Venturiego znalazło szerokie zastosowanie w miejscach, gdzie wymagane jest wytworzenie podciśnienia, na przykład w różnego rodzaju strumienicach, między innymi laboratoryjnych wodnych pompkach próżniowych lub w eżektorach absorberów zanieczyszczeń z przemysłowych gazów odlotowych (skruberów Venturiego). Jest również stosowana do sterowania w przepływowych bojlerach gazowych. Gdy wskutek przepływu wody spada jej ciśnienie, wówczas otwiera się zawór gazowy.

Zobacz teżEdytuj

PrzypisyEdytuj

  1. Instrukcja laboratoryjna. wm.pollub.pl. [dostęp 2020-02-20].

BibliografiaEdytuj

  • Krystyna Jeżowiecka-Kabsch, Henryk Szewczyk: Mechanika płynów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2001