Efecto Venturi
2011-01-17
El efecto Venturi es un fenómeno que se da en la corriente en el interior de un conducto. Allí donde el tubo se estrecha, la presión disminuye; este descenso de la presión en la zona de menor sección del conducto es el efecto Venturi.
Deducción
Vamos a expresar matemáticamente el efecto Venturi para el caso de un fluido incompresible en régimen estacionario. Una corriente incompresible puede ser la de un líquido o la de un gas que se mueve a velocidades subsónicas bajas. Como el régimen es incompresible y estacionario, la densidad es la misma en todas partes; llamémosla ρ.
Un conducto con un estrechamiento. Están señaladas las secciones
1 y 2 con la
rapidez y la presión en ellas.
Veamos qué sucede en el interior de un segmento de conducto limitado por las secciones transversales 1 y 2 cuyas áreas son A1 y A2, respectivamente. La corriente que entra por la sección 1 ha de ser igual a la corriente que sale por la sección 2. Si la rapidez de la corriente en 1 es v1 y la rapidez de la corriente en 2 es v2, tenemos la siguiente ecuación de la continuidad:
ρ v1 A1 = ρ v2 A2.
Suponemos que es de aplicación el principio de Bernoulli:
ρ v12 ⁄ 2 + p1 = ρ v22 ⁄ 2 + p2.
En la anterior ecuación, p1 es la presión en la sección 1, p2 es la presión en la sección 2 y hemos despreciado el término que depende del potencial de fuerzas (el conducto es horizontal, por ejemplo).
Si combinamos las anteriores ecuaciones, podemos calcular lo que pasa en la sección 2 en función de lo que pasa en la sección 1:
v2 = v1 A1 ⁄ A2
p2 =p1 + [1 − (A1 ⁄ A2)2] ρ v12 ⁄ 2.
Si la sección 2 es una de estrechamiento, entonces la corriente se acelera al llegar a ella y la presión baja.
Representación esquemática del efecto Venturi: corte longitudinal
de un tubo (cuya pared está indicada por las áreas negras) con las
curvas de rapidez de la corriente y presión en función de la posición
longitudinal.
Aplicaciones
El efecto Venturi tiene muchos usos prácticos. He aquí tres de ellos:
- Se usa en carburadores para bajar la presión de una corriente de aire y por efecto de vacío arrastrar combustible.
- Se usa para regular toda clase de aparatos de respiración.
- Se usa en atomizadores para perfumes y pinturas; estos atomizadores tienen el mismo principio de funcionamiento que los carburadores.
Categorías: Física
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