El efecto venturi, demostrado por el físico italiano Giovanni Battista Venturi en 1797,es el efecto por el que un fluído disminuye su presión al aumentar la velocidad al pasar por una zona con una sección menor.
El efecto venturi está basado en el principio de Bernoulli y la continuidad de masa, siendo las ecuaciones y la base que lo rodean de un cálculo muy sencillo. Del principio de Bernoulli sacamos que la energía en cada sección del circuito cerrado es constante. Si aumenta la velocidad, debe disminuir la presión para que las sumas de energías se mantengan constantes.
Indice
ECUACIÓN DE VENTURI
La ecuación de Venturi se basa en la continuidad de la masa (continuidad de flujo en cada una de las secciones de un circuito cerrado) y en el principio de Bernoulli.
La ley de conservación de la masa dice que en un flujo estacionario todo el caudal (la masa por unidad de tiempo) que entra por un lado de un recinto debe salir por otro. Esto implica que si disminuimos la sección de circuito debe aumentar la velocidad.
El principio de Bernoulli por otro lado establece el principio de conservación de energía. La energía que contiene un fluído en circuito cerrado es la suma de energía cinética, potencial y de presión. Ésta debe permanecer constante a la entrada y a la salida del circuito.
Quitamos la energía potencial de la ecuación por permanecer constante:
Esto quiere decir que si se modifica la velocidad, (sin modificar altura), la presión de fluído debe variar.
Conociendo la variación de presión podemos sacar la variación de velocidad que experimenta el fluído y de ahí la utilidad del tubo de venturi para medición de velocidades de flujo.
EXPERIMENTOS DEL EFECTO VENTURI Y MECÁNICA FLUÍDOS
TUBO DE VENTURI
El tubo de venturi es un tubo diseñado para medir la velocidad de un fluído. Conociendo la velocidad inicial y midiendo la diferencia de presiones se puede conocer la velocidad de fluído en el punto de problema.
El tubo de venturi básico consiste en un tubo formado con 2 secciones unidas unidas por un tubo estrecho en el que el fluído se desplaza a mayor velocidad. La presión se pide através de un tubo vertical unido tanto a la sección ancha como a la estrecha. La diferencia de altura en los tubos permite conocer la presión en cada punto.
El tubo de venturi también se utiliza para acelerar la velocidad de un fluído haciéndolo pasar por un tubo más estrecho. Es fundamental es sistemas donde la velocidad del fluído es muy importante.
APLICACIONES DEL EFECTO VENTURI
Las aplicaciones del efecto venturi se deben principalmente a la bajada de presión que se produce al hacer pasar un fluído por una sección más estrecha. Si esta sección se disminuye suficientemente como para que la presión sea negativa, esto provocará una succión. La succión producida a través del efecto Venturi se utiliza constantemente en aplicaciones donde es necesaria una mezcla de fluídos (ya sean líquido o gas) como son:
- Carburador de coche: el carburador aspira el carburante por efecto Venturi. Se mezcla con el aire (fluido del conducto principal), al pasar por un estrechamiento.
- Hidráulica – Bomberos: la depresión generada en un estrechamiento al aumentar la velocidad del fluido, se utiliza en mezcladores del tipo Z para añadir espumógeno en una conducción de agua para la extinción.
- En pequeñas bombas de agua donde se quiera inyectar algún gas (como el CO2 en acuarios) o succionar (ozono en aparatos domésticos)
- Petróleo: la succión que se origina por el cambio de sección, se usa para extraer fluidos de pozos petroleros