Zákon tlaku - montér SBZ
Ako Venturiho trubica vlastne funguje?
.
„Ak nikto nič neodoberie a nikto nič nepridá, potom všetko zostane také, aké je.“ Táto skúsenosť je potvrdená pre väčšinu ľudí v prvých rokoch života. Po internalizácii môže tento zákon vždy poskytnúť vynikajúce vysvetlenie, ako je to v prípade Venturiho trubice.
Zúženie alebo, inými slovami, zmenšenie prierezu navonok naznačuje tento komponent. Funguje to úplne bez mechaniky a stále má pozoruhodný efekt. Venturiho trubica môže zmeniť podmienky v potrubí tak enormne, že dôjde od tlaku k javu sania. Práve teraz voda, ktorá sa tlačí cez potrubie, silou tlačila stenu tejto rúrky smerom von a v nasledujúcom okamihu by ju mala ťahať dovnútra? Čítali ste správne?! Presne tento jav môže spôsobiť Venturiho trubica.
Model v rieke
Teraz je uzáver odstránený a tlak 1 bar by sa aspoň čiastočne zmenil na pohybový tlak a určitý zostávajúci podiel statického tlaku. Tento statický tlak by pokračoval v tlaku na stenu potrubia. Dynamický tlak kvapaliny vyplýva z:
.
.
Na konci potrubia sa v tomto myšlienkovom experimente zistilo, že voda vystupuje rýchlosťou päť metrov za sekundu. Z toho vyplýva, že je možné vypočítať dynamický tlak v potrubí a jeho výsledky sú nasledovné:
.
Takže ak bol pôvodne k dispozícii 1 bar, t. J. 100 000 Pa, v súčasnosti je na stene potrubia 100 000 Pa mínus 12 500 Pa, t. J. 87 500 Pa (alebo 0,875 bar). A teraz prichádza do hry prvá zmena v tomto stále celkom jasnom myšlienkovom experimente: niekto tlačí - alebo lepšie, kladivo - na medené potrubie. Prierez v tomto bode potrubia je zmenšený. Na konci potrubia však naďalej vzniká rovnaký objemový prietok. Vďaka tomu musí voda v tomto priehlbine pretekať rýchlejšie ako v neporušenom potrubí. Priehlbina v potrubí je v tomto experimente taká významná, že z neho zostáva iba polovica plochy prierezu. Výsledok je zrejmý: voda sem musí prechádzať dvakrát rýchlejšie, t. J. Rýchlosťou desať metrov za sekundu. A potom pre dynamický tlak platí toto:
.
.
Stena rúry bola v tomto okamihu vďaka vysokému prietoku značne uvoľnená. Tlak na stenu potrubia sa v porovnaní s pokojovým stavom znížil na polovicu iba na (100 000 Pa mínus 50 000 Pa) 50 000 Pa. A s ďalším zvyšovaním rýchlosti v dôsledku čoraz menšieho otvoru v tejto priehlbine by sa táto zmena mohla ešte zintenzívniť.
A v praxi?
V prvom rade je Bernoulliho vzorec idealizovaný. Totiž, človek predpokladá tekutinu bez trenia. Priehlbina z myšlienkového experimentu by v skutočnosti zvýšila odpor prietoku vody v potrubí a celkovo by sa objemový prietok mierne znížil v porovnaní so zariadením bez priehlbiny. Ostatné úvahy sú však správne a majú vplyv na praktické aplikácie vrátane sanitárnej a vykurovacej techniky.
Príklad prevzdušňovača (tiež nazývaného prevzdušňovač alebo regulátor trysky):
Venturiho efekt sa používa na zmiešavacích batériách a tiež v moderných sprchových hlaviciach na miešanie vzduchu do vodného lúča.
Príklad vodného spínača: Venturiho trubica je zabudovaná aj do plynových alebo elektrických prietokových ohrievačov vody. Podtlak je tu zvyčajne vyvolaný, aby bolo možné ovládať spínač.
Príklad vodného lúča: V dýze čerpadla s vodným lúčom statický tlak počas prevádzky klesá natoľko, že je nižší ako tlak vzduchu. Tlak vzduchu zas tlačí vodu do miestnosti s čerpadlom a odčerpá ju preč. Takéto čerpadlo nemá žiadne pohyblivé časti, a teda takmer žiadne opotrebenie. Je tiež do značnej miery necitlivý na nečistoty a chemikálie. Čerpadlo vodného lúča je preto často dostatočne účinné a dá sa použiť na pomerne zriedkavé čerpanie.
Príklad plynových dýz na horákoch alebo recirkulácie v horákoch:
Na to, aby takzvaný atmosférický horák fungoval bez ventilátora, sa používa aj Venturiho princíp. V bode nasávania primárneho vzduchu sa plyn tak zrýchľuje, že v tomto bode vytvára dostatočný podtlak na prepravu vzduchu. Takzvané recirkulačné horáky (tiež nazývané modré horáky) využívajú Venturiho princíp na prenasledovanie výfukových plynov, ktoré už boli znovu spálené plameňom.
Poznámka: „Vodotesnosť nemusí nutne znamenať plynotesnosť“. S kyslíkom prirodzene vnášate do vášho domu korózny potenciál, t. J. Hrdzu. Dobre naplnený vykurovací systém a správne dimenzovaná expanzná nádoba preto skutočne poskytujú ochranu proti korózii.
Takto sa dá natiahnuť Venturiho oblúk pre mechanika zariadenia. Aplikácie Venturiho princípu možno nájsť tiež v civilnom svete. Staré karburátory zašlých čias v automobile nasávali a pomocou tejto metódy miešali benzín so vzduchom. Podľa tohto princípu fungujú aj rozprašovače parfumov a postrekovače farieb.