Venturi caurule

Venturi caurule ir eksperimentāla iekārta hidrodinamikā, kur novērojama dinamiskā spiediena mazināšanās, plūsmai nonākot sašaurinājumā. Izmērot spiedienu atšķirības, iespējams noteikt lidmašīnas ātrumu attiecībā pret gaisu, laivas ātrumu attiecībā pret ūdeni, dažādu šķidrumu un gāzu ātrumus. Pēc Venturi caurules principa darbojas arī dažu veidu manometri.

Idealizēta plūsma Venturi caurulē

Punktos 1. un 2. ir atšķirīgi dinamiskie spiedieni un atšķirīgi plūsmas ātrumi

Plūsmas ātruma noteikšana

Ja apskata ideālu šķidrumu (nesaspiežams un bez enerģijas zudumiem), tad ir iespējams noteikt plūsmas ātrumus $V_{1}$ vai $V_{2}$, ja ir zināmi laukumi $S_{1}$ un $S_{2}$, kā arī stabiņu augstumu starpība $h$.

Plūsmai atrodoties vienā augstumā, Bernulli likumu var pierakstīt bez $\rho gh$ komponentes:

$p_{1}+{\frac {\rho V_{1}^{2}}{2}}=p_{2}+{\frac {\rho V_{2}^{2}}{2}}$, izsakot spiedienu atšķirību: $p_{1}-p_{2}={\frac {\rho V_{2}^{2}}{2}}-{\frac {\rho V_{1}^{2}}{2}}$.

Spiedienu starpība stabiņos būs vienāda ar hidrostatisko spiedienu starpību: $p_{1}-p_{2}=\rho gh$.

Apvienojot formulas: ${\frac {\rho V_{2}^{2}}{2}}-{\frac {\rho V_{1}^{2}}{2}}=\rho gh$, izdalot ar $\rho$ un izsakot ātrumu starpību: $V_{2}^{2}-V_{1}^{2}=2gh$.

Tagad iespējams pielietot masas saglabāšanās likumu: ${\frac {\Delta m}{\Delta t}}=\rho SV=const$ punktiem 1. un 2.:$\rho S_{1}V_{1}=\rho S_{2}V_{2}$, izdalot ar $\rho$ izsakot, piemēram, $V_{2}$ iegūst $V_{2}={\frac {S_{1}}{S_{2}}}V_{1}$. Ievietojot atpakaļ izteiskmē:

$({\frac {S_{1}}{S_{2}}}V_{1})^{2}-V_{1}^{2}=2gh$, iznesot pirms iekavām un izsakot $V_{1}$: $V_{1}={\sqrt {\frac {2gh}{{\frac {S_{1}^{2}}{S_{2}^{2}}}-1}}}$.