Venturiho trubice

14. 8. 2012, 12:15

21. 12. 2012, 14:24

František Látal

Úvod

Proudění kapalin a plynů znázorňujeme proudnicemi. Pro ustálené proudění ideální kapaliny (tj. kapaliny dokonale tekuté a nestlačitelné) platí rovnice kontinuity \begin{equation} Sv=konst.\label{eq:rce1} \end{equation} kde $S$ je obsah průřezu trubice a $v$ je rychlost proudu v tomto průřezu. Důsledkem rovnice kontinuity je, že v užším průřezu trubice proudí kapalina větší rychlostí než v širším průřezu.

Zákon zachování mechanické energie při proudění ideální kapaliny ve vodorovné trubici vyjadřuje Bernoulliho rovnice \begin{equation} \frac{1}{2} \rho v^{2} +p=konst.,\label{eq:rce2} \end{equation} kde první člen představuje kinetickou energii kapaliny o jednotkovém objemu a druhý člen tlakovou potenciální energii kapaliny o jednotkovém objemu. Důsledkem Bernoulliho rovnice je, že v zúženém místě trubice, kde se zvětšuje rychlost proudění, se zmenšuje tlak.

Pomůcky

Vzduchové dmychadlo, Venturiho trubice, tři malé U-trubice.

Postup

• Do stojanu upevníme vzduchové dmychadlo, ke kterému připojíme Venturiho trubici s třemi malými U-trubicemi. Do těchto U-trubic nalijeme trochu obarvené vody, která je ve všech trubicích ve stejné výšce.
• Zapneme vzduchové dmychadlo a pozorujeme, že tlak v různých průřezech Venturiho trubice se mění. V užší části trubice tlak klesá a vniká zde podtlak.

Obr. 1 Venturiho trubice

Závěr

Experimentem demonstrujeme platnost Bernoulliho rovnice, kdy v zúžené části potrubí dochází k rychlejšímu proudění vzduchu a k zmenšení tlaku v této části trubice. Působením atmosférického tlaku na volný konec U-trubice pozorujeme změnu hladin v U-trubici.

Poznámky

• Foukáme-li mezi dva listy papíru, vzniká mezi nimi podtlak a působením atmosférického tlaku se listy přitahují. V tomto případě jde o aerodynamické paradoxon (viz obr. 2).

Obr. 2 Aerodynamické paradoxon (vlevo: vzduch neproudí, vpravo: vzduch proudí)

Diskuze (0)

Fotogalerie (2)