Tubo De Venturi

TUBO DE VENTURI
PROPÒSITO:
Visualizar el comportamiento de un fluido en un tubo de Venturi diseñado por los alumnos y calcular el aumento y la disminución de la presión al pasar un fluido dentro de èste.
INTRODUCCIÒN.
Giovanni Battista Venturi (1746 - 1822) fue un físico italiano. Descubrió el efecto Venturi. El efecto Venturi tiene muchas otras aplicaciones tanto para líquidos como paragases. Se basa en la medición de las caídas de presión causadas por la intersección en la línea por donde pasa el fluido de un mecanismo que reduce la sección. Cuando el fluido pasa a través de la reducción, aumentan su velocidad y su energía cinètica.
Por medio de la combinación de los balances de energía y de masa se puede obtener la velocidad del fluido en función de sus propiedades y de la caídade presión producida por el mecanismo reductor de la sección.
Un tubo de Venturi es un dispositivo inicialmente diseñado para medir la velocidad de un fluido aprovechando el efecto Venturi. Sin embargo, algunos se utilizan para acelerar la velocidad de un fluido obligándole a atravesar un tubo estrecho en forma de cono. Estos modelos se utilizan en numerosos dispositivos en los que la velocidadde un fluido es importante y constituyen la base de aparatos como el carburador. El carburador de un automovil utiliza el principio venturi para mezclar vapor de gasolina y aire. El aire pasa a través de una construcción en su camino hacia los cilindros, origina un área de baja presión a medida que aumenta su velocidad. La disminución en la presión se usa para enviar combustible a la columna deaire, donde se vaporiza rápidamente.
La aplicación clásica de medida de velocidad de un fluido consiste en un tubo formado por dos secciones cónicas unidas por un tubo estrecho en el que el fluido se desplaza consecuentemente a mayor velocidad. La presión en el tubo Venturi puede medirse por un tubo vertical en forma de U conectando la región ancha y la canalización estrecha. La diferencia dealturas del líquido en el tubo en U permite medir la presión en ambos puntos y consecuentemente la velocidad.
Cuando se utiliza un tubo de Venturi hay que tener en cuenta un fenómeno que se denomina cavitación. Este fenómeno ocurre si la presión en alguna sección del tubo es menor que la presión de vapor del fluido. Para este tipo particular de tubo, el riesgo de cavitación se encuentra en la gargantadel mismo, ya que aquí, al ser mínima el área y máxima la velocidad, la presión es la menor que se puede encontrar en el tubo. Cuando ocurre la cavitación, se generan burbujas localmente, que se trasladan a lo largo del tubo. Si estas burbujas llegan a zonas de presión más elevada, pueden colapsar produciendo así picos de presión local con el riesgo potencial de dañar la pared del tubo.
Elfuncionamiento del tubo de Venturi se basa en el principio de Bernoulli, el cual nos dice que la presión de un lìquido que fluye por una tubería se baja si su velocidad es alta y viceversa. Dicho tubo tiene un estrechamiento como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Tubo de Venturi

El tubo de Venturi tiene un estrechamiento en su parte central, cuando el fluido pasa por su parte estrecha aumentasu velocidad y disminuye su presión. Al medir la presión en la parte ancha y en la estrecha conociendo el valor de las àreas de sus respectivas secciones transversales, se puede calcular la velocidad del lìquido a través de la tubería por la cual circula, si se utiliza la siguiente ecuación llamada “ecuación general de medidores”:

Donde:
VA = velocidad del fluido a través de la tubería en m/sPA = presión del fluido en la parte ancha del tubo en N/m2
PB = presión del fluido en la parte estrecha del tubo en N/m2
δ = densidad del fluido en Kg/m3
A1 = área de la sección transversal de la parte ancha del tubo en m2
A2 = área de la sección transversal de la parte estrecha del tubo en m2
Los efectos que se derivan a partir de la ecuación de Bernoulli eran conocidos por los...