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