Venturi-ilmiö
Venturi-ilmiö on Bernoullin lakiin liittyvä ilmiö, jossa virtaavan fluidin nopeus suurenee ja paine pienenee, kun se kulkee kavennetun putken läpi.[2] Koska aineen tilavuusvirtausnopeuden (yksikkö m3/s) on pysyttävä vakiona, niin putken kaventuessa on virtausnopeuden (yksikkö m/s) suurennuttava, mikä johtuu jatkuvuusyhtälön toteutumisesta. Ja kun virtaavan fluidin nopeus kasvaa putken kaventuessa, on fluidin aiheuttaman paineen pienennyttävä.[1][3]
Venturi-ilmiö on nimetty italialaisen fyysikon Giovanni Battista Venturin mukaisesti.[3]
Yhtälöitä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Bernoullin yhtälö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Bernoullin yhtälö putkessa virtaavalle aineelle, jonka tiheys on vakio (aine siis on kokoonpuristumaton) ja gravitaation aiheuttama kiihtyvyys , voidaan esittää muodossa [1]
- ,
missä putken pisteessä 1 putken korkeus on ja aineen paine on . Vastaavasti putken pisteessä 2 putken korkeus on ja aineen paine on .
Paine-ero putken eri kohdissa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Jos kuitenkin tarkastellaan tilannetta, jossa putkella ei ole korkeuseroja (eli = ), niin Bernoullin yhtälöstä jätetään huomioimatta termit . Tällöin voidaan laskea putken pisteissä 1 ja 2 kulkevan aineen paineiden erot muokatulla Bernoullin yhtälöllä
- ,
joka siis kuvaa putkea, jossa pisteessä 2 putki on ohuempi kuin pisteessä 1.
Tilavuusvirta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Tilavuusvirta kertoo, kuinka suuri tilavuus virtaavaa ainetta putken tietyn kohdan poikkileikkauksen läpi kulkee aikayksikköä kohden. Jatkuvuusyhtälön mukaisesti tilavuusvirta on kokoonpuristumattomalle fluidille putken paksuudesta riippumatta vakio
- ,
missä siis on putken kohdan 1 poikkileikkauksen pinta-ala ja on putken kohdan 2 poikkileikkauksen pinta-ala. Tämä yhtälö yhdistettynä yllä olevaan paine-eroyhtälöön
voidaan laskea putkessa virtaavan aineen tilavuusvirta yhtälöllä
- .
Esimerkkejä Venturi-ilmiöstä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- Kaasutin
- Muita suonia ohuemmat hiussuonet ihmisen verenkierrossa
- Kaupungeissa ilmamassojen pakotettu liikkuminen tuulen mukana suurten rakennusten välissä
- Vesiputkistoissa olevan veden alipaineistus vesihanan avulla
- Suihke- ja sumutinpullot (esimerkiksi hajuvesi ja spraymaali)
- Vaahtosammutin
Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- ↑ a b c Young & Freedman: ”14.5”, University Physics with Modern Physics, 11. painos. Pearson, 2004. ISBN 0-321-20469-7. (englanniksi)
- ↑ The Language of Physics - Venturi effect 123exp-science.com. (englanniksi)[vanhentunut linkki]
- ↑ a b G. Rozza, D. B. P. Huynh & NC Nguyen: Venturi: Potential Flow (pdf) augustine.mit.edu. 28.3.2008. Arkistoitu 31.10.2008. (englanniksi)
Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- Venturi Tube Simulation. (englanniksi)