Tubo Venturi

Tubo Venturi

Objetivo: Calcular la velocidad de un fluido al interior de una tubería mediante la utilización de un tubo de Venturi.

Introducción: El Tubo Venturi lo crea el físico e inventor italiano Giovanni Battista Venturi (1746–1822), fue profesor en Módena y Pavía, en Paris y Berna, ciudades donde vivió mucho tiempo, estudió teorías que se relacionan con el calor, óptica e hidráulica, en éste último campo descubre el tubo que lleva su nombre, “tubo venturi”. Según él, el tubo es un dispositivo para medir la velocidad de un fluido dentro de una tubería; esto a partir de la medición de las presiones que presenta una sección de la tubería en la que hay un cambio en los diámetros o un “estrechamiento”.

El efecto Venturi (también conocido a veces como tubo de Venturi) consiste en que un fluido (gas o líquido) en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona de sección menor. Si en este punto del conducto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiración del fluido que va a pasar al segundo conducto. Este efecto, demostrado en 1797, recibe su nombre del físico italiano Giovanni Battista Venturi.

El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección. El principio de Bernoulli dice, de una manera sencilla, que sí un fluido pasa por un punto a una mayor velocidad la presión disminuye, y si pasa por un punto a menor velocidad la presión aumenta.

Basado en el principio de conservación de la materia y la energía, el teorema de Bernoulli establece que un fluido con flujo ideal tiene la misma cantidad de materia y energía al entrar en un ducto que al salir de él. Es decir:

E cinética 1 + E potencial 1 + E presión 1 = E cinética 2 + E potencial 2 + E presión 2

Así pues, se puede escribir la ecuación de Bernoulli de la siguiente manera:

(mv_1^2)/2+mgh_1+(mP_1)/ρ=(mv_2^2)/2+mgh_2+(mP_2)/ρ

Si se dividen todos los términos de ambos miembros entre la masa considerada que no cambia, se obtendrá la siguiente expresión:

(v_1^2)/2+gh_1+P_1/ρ=(v_2^2)/2+gh_2+P_2/ρ

El esquema general de un Tubo de Venturi, se presenta en la Figura 1.

Fig., 1 Esquema general del tubo Venturi, que es una de las aplicaciones directas del principio de Bernoulli: “A menor velocidad, mayor presión y a mayor velocidad menor presión”.

Ecuación

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