Venturi-ilmiö

Venturi-ilmiö on Bernoullin lakiin liittyvä ilmiö, jossa virtaavan fluidin nopeus suurenee ja paine pienenee, kun se kulkee kavennetun putken läpi.  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.

Venturi-ilmiö on nimetty italialaisen fyysikon Giovanni Battista Venturin mukaisesti.

Yhtälöitä

Bernoullin yhtälö 

Bernoullin yhtälö putkessa virtaavalle aineelle, jonka tiheys on vakio  (aine siis on kokoonpuristumaton) ja gravitaation aiheuttama kiihtyvyys , voidaan esittää muodossa 

,

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 

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 

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 

 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 
 Bernoullin laki
 Torricellin laki
 Pascalin laki
 Dynaaminen paine

Lähteet

Aiheesta muualla 

 Venturi Tube Simulation. 

Virtausmekaniikka
Seulonnan keskeiset artikkelit