Venturi-cső

A Venturi-cső csővezetékbe épített szűkítő elem, egy fokozatosan csökkenő keresztmetszetű, kúpos konfúzorból egy rövid állandó keresztmetszetű csődarabból majd utána egy fokozatosan növekvő keresztmetszetű diffúzorból áll. A Venturi cső középső részén, a torokban a közeg statikus nyomása kisebb, mint a két végén. Ezt a jelenséget legtöbbször a csőben áramló közeg térfogatáramának mérésére használják. Venturi csövet építenek a sugárszivattyúkba is.

Elmélete

Összenyomhatatlan közegre Bernoulli törvénye alapján felírható a Venturi cső egyes pontjain a sebesség és nyomás összefüggése:

Venturi cső vázlata

$\frac {v_1^2}{2} + \frac{p_1}{\rho} = \frac {v_2^2}{2} + \frac{p_2}{\rho}$,

ahol

$v_1, v_2$ a közeg sebessége az 1 és 2 pontban,

$p_1, p_2$ a közeg statikus nyomása az 1 és 2 pontban,

$\rho$ pedig a közeg sűrűsége.

A folytonosság törvénye szerint:

$v_1\cdot A_1 = v_2 \cdot A_2$,

ahol

$A_1, A_2$ a cső keresztmetszete az 1 és 2 pontban.

Bevezetve a szűkítési viszonyt:

$m = \frac{A_2}{A_1}$

Venturi-cső metszete

írható:

$v_1 =v_2 \cdot m$,

és ezzel:

$v_2 = \sqrt{\frac{2(p_1-p_2)}{\rho(1-m^2)}}$

A térfogatáram pedig ideális viszonyok esetén:

$q_v = A_2 \sqrt{\frac{2(p_1-p_2)}{\rho(1-m^2)}}$

Valóságos közegek esete

Venturi-cső repülőgépen

Valóságos viszonyok esetén a belső súrlódás következtében a viszonyok az ideális esettől eltérőek. További eltérést jelent, hogy a fenti összefüggések hallgatólagosan feltételezik, hogy a közeg sebessége a keresztmetszetek mentén állandó. Tapasztalati adatok alapján a következő képlettel számolnak:

$q_v = \alpha \epsilon A_1 \sqrt{\frac{2(p_1-p_2)}{\rho_1}}$,

ahol

$\alpha$, dimenzió nélküli átfolyási szám,

$\epsilon$, dimenzió nélküli expanziós szám, melynek értéke folyadékok esetén $\epsilon=1$

Az átfolyási szám értéke a Reynolds-számtól és az m szűkítési viszonytól függ.

Források

• Pattantyús Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.
• Lajos Tamás: Az áramlástan alapjai. Előadási jegyzet. Budapesti Műszaki Egyetem Áramlástan Tanszék. Budapest, 1992. Kézirat. Magyar Elektronikus Könyvtár
• Willi Bohl: Műszaki áramlástan. Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1983. ISBN 963-10-44831