Co to jest zwężka Venturiego?

Rurka Venturiego to rura lub rura, w której stosuje się tymczasowe ograniczenie lub zwężenie swojej długości w celu zmniejszenia ciśnienia i zwiększenia prędkości przepływającego przez nią płynu lub gazu. Zjawisko jednoczesnego zmniejszania ciśnienia i zwiększania prędkości znane jest jako efekt Venturiego i ma szereg zastosowań, takich jak pomiar przepływu powietrza oraz pompowanie lub rozpylanie płynu wtórnego. Istnieje kilka typów profili zwężek Venturiego w powszechnym użyciu, z których najbardziej efektywna jest stopniowa zmiana profilu.

Prawa fizyki dyktują, że płyn lub gaz płynący w rurze przyspieszy, jeśli ten przepływ zostanie zawężony. Kiedy to nastąpi, ciśnienie płynu w zwężonym obszarze musi się zmniejszyć, aby oszczędzać energię. Zwężenie w rurce jest znane jako zwężka Venturiego, a równoczesny wzrost prędkości przepływu i spadek ciśnienia jako efekt zwężki. Charakterystyki zmian ciśnienia tego zjawiska są wykorzystywane do wykonywania zadań takich jak pomiar przepływu powietrza i paliwa w układach samolotu oraz obliczanie różnicy ciśnień w meteorologii.

Ponadto spadek ciśnienia w zwężeniu zwężki Venturiego może być wykorzystany do pompowania lub atomizacji płynu wtórnego. Jeśli drugi płyn zostanie wprowadzony do ograniczonego obszaru zwężki Venturiego, częściowe podciśnienie wytworzone przez niższe ciśnienie wciągnie go do głównego strumienia płynu, gdzie oba zostaną zmieszane. Ta reakcja jest stosowana w pistoletach do malowania natryskowego i aerografach do wciągania farby do strumienia sprężonego powietrza, gdzie jest rozpylana. Gaźnik w silniku spalinowym wykorzystuje tę samą reakcję do zasysania paliwa do powietrza wciąganego do silnika. W ten sam sposób działa rozpylacz perfum, który wciąga perfumy z butelki do strumienia powietrza z bańki atomizera.

Rurki Venturiego wykorzystują kilka rodzajów profili zwężających, od delikatnych ograniczeń w kształcie klepsydry po proste przegrody z małym otworem w środku. Ponieważ skuteczność efektu Venturiego zależy od utrzymania jak największej początkowej energii przepływu powietrza przez całe zwężenie, opór w tym obszarze powinien być utrzymywany na minimalnym poziomie. Z tego powodu najskuteczniejsze są zwężki Venturiego o stopniowych zmianach profilu. Rurka Venturiego ma zazwyczaj początkowy kąt stożka wejściowego około 30 stopni i kąt stożka wyjściowego około pięciu stopni. Te stopniowe zmiany profilu zapewniają minimalną odporność na przepływ płynu i najlepszą wydajność zwężki Venturiego.