Was ist eine Venturi-Röhre?
Ein Venturi-Rohr ist ein Rohr oder eine Röhre, deren Länge vorübergehend eingeschränkt oder verengt wird, um den Druck zu verringern und die Geschwindigkeit eines Fluids oder Gases zu erhöhen, das durch das Rohr oder die Röhre fließt. Dieses Phänomen der gleichzeitigen Druckverringerung und Geschwindigkeitserhöhung ist als Venturi-Effekt bekannt und hat eine Reihe von Anwendungen, wie die Messung des Luftstroms und das Pumpen oder Zerstäuben eines Sekundärfluids. Es gibt im Allgemeinen verschiedene Arten von Venturi-Rohrprofilen, wobei eine allmähliche Änderung des Profils am effektivsten ist.
Die Gesetze der Physik schreiben vor, dass eine Flüssigkeit oder ein Gas, die bzw. das in einem Rohr fließt, beschleunigt, wenn diese Strömung verengt wird. In diesem Fall muss der Druck der Flüssigkeit im verengten Bereich abnehmen, um Energie zu sparen. Die Verengung in einem Rohr wird als Venturi bezeichnet und die gleichzeitige Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit und Abnahme des Drucks als Venturi-Effekt. Die Druckänderungseigenschaften dieses Phänomens werden verwendet, um Aufgaben wie die Messung des Luft- und Kraftstoffstroms in Flugzeugsystemen und die Berechnung des Differenzdrucks in der Meteorologie durchzuführen.
Zusätzlich kann der Druckabfall in der Venturirohrverengung verwendet werden, um ein Sekundärfluid zu pumpen oder zu zerstäuben. Wenn ein zweites Fluid in den begrenzten Bereich des Venturi-Rohrs eingeführt wird, zieht das durch den niedrigeren Druck erzeugte Unterdruck es in den Primärfluidstrom, in dem sich die beiden vermischen. Diese Reaktion wird in Farbspritzpistolen und Airbrush-Geräten verwendet, um Farbe in den Druckluftstrom zu ziehen und dort zu zerstäuben. Der Vergaser eines Verbrennungsmotors nutzt dieselbe Reaktion, um Kraftstoff in die Luft zu saugen, die in den Motor gesaugt wird. Ein Parfümzerstäuber arbeitet auf die gleiche Weise, indem er Parfüm aus einer Flasche in den Luftstrom der Zerstäuberbirne zieht.
Venturi-Rohre verwenden verschiedene Arten von Einschnürungsprofilen, die von sanften, sanduhrförmigen Einschnürungen bis zu einfachen Leitblechen mit einem kleinen Loch in der Mitte reichen. Da die Wirksamkeit des Venturi-Effekts davon abhängt, dass die anfängliche Luftströmungsenergie während der gesamten Verengung so weit wie möglich erhalten bleibt, sollte der Luftwiderstand in diesem Bereich auf ein Minimum beschränkt werden. Aus diesem Grund sind Venturi-Rohre mit allmählichen Profiländerungen am effektivsten. Ein Venturi-Rohr hat typischerweise einen anfänglichen Eintrittskegelwinkel von ungefähr 30 Grad und einen Austrittskegelwinkel von ungefähr fünf Grad. Diese allmählichen Profiländerungen gewährleisten einen minimalen Widerstand gegen den Flüssigkeitsstrom und die beste Venturi-Leistung.