Tubo Venturi

Universidad Santo Tomas
Mecánica de Fluidos
Camila Ramirez Toloza

TUBO VENTURI

Introducción
El tubo Venturi consta de dos secciones transversales cada una con un área diferente y fue creado inicialmente para poder medir la cantidad de líquido que fluye por unidad de tiempo en un tubo. Lo que sucede al interior del tubo Venturi se trata de un aumento de velocidad a medida que disminuyeel diámetro por donde fluye un caudal, es decir la energía cinética aumenta por lo cual la presión disminuye.
Son varias las aplicaciones en las que este efecto funciona, como por ejemplo en la aeronáutica, en motores o en equipos ozonificadores de agua.

Marco teórico


Imagen 1: tubo Venturi.

Como se mencionó anteriormente, el tubo Venturi posee dos secciones con un estrechamiento, demodo que las secciones son , antes y después del estrechamiento respectivamente.
El tubo Venturi es otra aplicación del teorema de Bernoulli, el cual dice que en un tubo de sección transversal, la presión dentro de este va cambiando. Bernoulli dedujo una ecuación que relaciona la velocidad y altura del fluido.(1.1)

La ecuación de Bernoulli (1.1) muestra que la presión en un fluido disminuye cuando aumenta la velocidad, esto sucede cuando se examinan dos puntos dentro del tubo que se encuentran a la misma altura, por lo que la presión hidrostática es igual para ambos puntos.
Reordenando términos y sustituyendo la ecuación de la conservación de la masa en (1.1) se llegaa esta ecuación:
(1.2)

Reemplazamos (1.2) en


Análisis
Durante esta práctica observamos el funcionamiento de las presiones en un tubo Venturi, en el cual se produce una conservación de masa y energía.


Imagen 2. Ensayo de funcionamiento delImagen 3. Geometría del tubo Venturi
tubo Venturi.

El montaje de la imagen 2 consta de un banco volumétrico que está lleno de agua, la cual recircula por dos mangueras. Este montaje funciona según la geometría ilustrada en la imagen 3, en donde hay un tubo con un diámetro inicial mayor, luego encontramos una contracción, seguida de la garganta con un diámetro constante yfinalmente hay una expansión al diámetro original.


Imagen 4. Piezómetros conectados a cada una de las diferentes secciones que componen la geometría del tubo Venturi.

Al final de cada una de las secciones encontramos conectados unos piezómetros, encargados de medir la presión y la posición (imagen 4).
El aparato (imagen 2) tiene unas válvulas las cuales regulan la cantidad de agua que entra enel tubo, una vez el agua ingresa el tubo se encuentra a presión y los piezómetros nos muestran una altura de presión para cada sección.
Cuando la válvula de entrada se cierra y no hay caudal aun así la tubería tiene presión y es la misma en todos los puntos. Cuando se da paso al caudal y circula el agua el comportamiento de la línea piezómetrica cambia, siendo mayor la presión en la parte con eldiámetro más grande.
La altura de presión que miden los piezómetros es mayor cuando no hay caudal fluyendo pero cuando este fluye ocurren unas pérdidas de energía porque aparecen las cabezas de velocidad por lo cual la altura de presión es menor.

Mediante el tubo Venturi es posible calcular las diferencias de presiones entre dos puntos:(1.3)


Además es posible hallar la fórmula para encontrar cuanto caudal circula por allí:
Agrupando la formula (1.3):






Conclusiones

Teóricamente en el tubo Venturi se conserva la energía pero en la práctica de laboratorio comprobamos que experimentalmente las cosas son diferentes, las perdidas por contracción, expansión y fricción que se llevan a cabo dentro del tubo...