Трубка вентури что это в физике для чайников
Трубка Вентури принцип работы в насосах. Описание конструкции простым языком
Центробежный самовсасывающий насос оборудован трубкой Вентури с конфузором и диффузором. Принцип работы в насосах трубки Вентури сродни насосу. Данная конструкция позволяет насосу заполнить всю всасывающую магистраль и обладает высотой подъема до 8 метров.
Одна из моделей самовсасывающего насоса Wilo WJ 202 EM
С помощью суженой трубы производят замеры расхода перекачиваемой жидкости, очистку газов от крупных примесей. Материал изготовления соответствует прокачиваемым средам, и противостоит агрессивному воздействию.
Трубка Вентури подробно простым языком
Допустим вода течет по трубе, в какой-то момент труба стала уже. Что же тогда произойдет? Вода продолжит течь дальше, но через сужение она потечет гораздо быстрее. Сквозь трубу протекает определенное количество жидкости, сообщаемый напором. Одинаковый объем пройдет через любой участок трубы, независимо от размера прохода, иначе трубу прорвет и вода вытечет в другом направлении. Если за секунду времени через широкий участок прошло определенное количество жидкости, то ровно столько же протечет через узкий участок. Только за четверть секунды, потому что через узкий участок трубы вода течет быстрее. Согласно эффекту Вентури, с увеличением скорости потока, давление падает.
Принцип работы трубки Вентури для насосной станции
В центробежный насос Вентури вмонтирован диффузор с трубкой. Такой механизм является самовсасывающим, жидкость проходит через внутренность насоса, не возвращаясь назад при остановках вращения.
Размеры трубки Вентури в центробежном насосе:
Находящаяся внутри насоса вода устремляется через конфузор к диффузору, захватывая за собой сначала воздух, а затем и воду из всасывающей магистрали.
Принцип работы насоса Вентури при очистке газообразных потоков
Скруббер (трубный газопромыватель) для очистки газов имеет несколько сопел, через одно закачивают газ, а через второе воду. Далее среды идут в магистрали, состоящей из равномерно широкой трубы и резкого сужения в части инжектора. В самом узком месте, создающем эффект форсунки, скорость струи увеличивается в три раза и на газ попадает вода. Причем за счет турбулентности обе струи распадаются на мелкие капельки.
Этапы очистки в инжекторе струйного насоса:
Принцип работы трубки Вентури
Принцип работы
Устройство трубки Вентури представляет собой несколько элементов:
Преимущества
Основное преимущество трубки Вентури – плавное изменение параметров потока: скорости и потенциального давления. В результате при замерах получаются приближенные к реальности значения. Любой другой измеритель подобного типа в процессе преобразования потока, изменил бы и режим движения жидкости или газа с ламинарного на турбулентный.
Ламинарный режим подразумевает плавное течение потоков жидкости или газа. Внутренние слои струи или потока в таком случае не перемешиваются между собой. Тогда как турбулентный поток представляет собой огромное количество разнонаправленных завихрений с постоянным перемешиванием жидкости или газа. И ламинарный, и турбулентный режим предполагает движение в одном направлении.
Но смена процесса прохождения газа ведет к изменению давления и скорости по непредсказуемым законам. Поэтому трубка Вентури обрела огромную популярность среди гидравлических измерительных приборов.
В гидравлике не разделяют жидкость и газ. Фактически различие между двумя этими средами сводится к разной плотности. Основные законы поведения потока воздуха и жидкости совпадают. Поэтому в университетах изучают вентиляцию, отопление и водоснабжение на одной или смежных специальностях.
Недостатки
Единственным, но огромным недостатком трубки вентури является ее габариты. Уместить в ладонь трубку вентури, необходимую для измерений можно. Но система, для которой подойдет такой прибор будет слишком мала. А замеру требуется производить в первую очередь в реальных условиях.
То же касается и большей части других сфер применения трубки вентури. Наиболее огромные устройства требуются для проведения аэродинамических испытаний вентиляционного оборудования.
Сферы использования
Разберем в подробности принципы работы трубки Вентури в каждой отдельной сфере жизни общества.
Аспирация
Аспирацией называют процесс отчистки воздуха от пыли перед выбросом в атмосферу. Удаление неочищенного воздуха ведет к серьезному ухудшению экологической обстановки, увеличивает вероятность пожара, создает смог. Поэтому перед выбросом воздуха его стараются максимально отчистить от загрязнений, в том числе и от твердых частиц, то есть пыли.
Трубка вентури в этом плане хороша возможностью тонкой отчистки от огромного числа подвидов пыли. Пыль в вентиляции разделяется на виды. И крайне цениться оборудование, которое может убирать большой перечень загрязнений, например: неорганическую пыль, органическую от муки, табака и так далее. К тому же, редко какое устройство способно отчистить воздух от мелких фракций.
Все эти преимущества характерны для трубки вентури. Однако, существует огромный недостаток, из-за которого куда чаще применяются другие устройства: циклоны. В силу своего устройства трубка Вентури способна без недостатков для основной системы замедлить, а потом снова ускорить поток воздуха.
В середине устройства при этом на мгновение происходить зависание твердых частиц, которые парят под действием силы инерции. После несколько мгновений частицы будут падать, пока поток воздуха вновь их не подхватит.
Во время зависания пыль легко поддается отделению от основного потока воздуха. Но устройство трубки вентури позволяет сделать это только с помощью противоположно направленного потока воды. В верхней части трубки устанавливают форсунки, распыляющие жидкость. Любое использование воды в системах аспирации связано с достаточно большими расходами: на насосы, на дополнительное оборудование и саму воду. Поэтому трубку Вентури как часть системы отчистки используют крайне редко.
Эжекция
Эжекцией называют процесс смешения двух сред, при этом одна из сред находится под давлением и увлекает с собой другую. Для того, чтобы использовать трубку вентури в эжекторе, в центральную часть вставляют узкий раструб, через который подается поток от вентилятора. Зачем это нужно? Так получается передвигать загрязненную воздушную среду без соприкосновения рабочего вещества с лопастями вентилятора.
В результате перемещения воздуха, создается разность давлений. Воздух перемещается. Зачем такие сложности? Во время работы вентилятора так или иначе соприкасаются между собой металлические части устройства. Это служит причиной появления искры. В случае удаления лековоспламеняемых веществ системами вентиляции, одна искра может стать причиной катастрофы.
Благодаря эжектору работают и системы пневмотранспорта. Наиболее банальный пример такой системы: воздушная почта в банках и офисах, которая мгновенно доставляет записки на другие этажи здания. Но у системы есть множество вариантов применения: например, схожим образом перемещают муку в пекарнях, на элеваторах и мельницах.
Подача удобрений
Самый простой вариант использования устройства: подача удобрений. Это маленький аналог трубки вентури на шланг, который позволяет смешивать удобрение с водой прямо в шланге. Принцип работы трубки вентури тот же, что и в эжекторе.
Измерение параметров потока воздуха
Измерение потоков воздуха происходит с помощью двух манометров: один устанавливается до входа в центральный цилиндр, другой в самом цилиндре. Таким образом происходит отбор большого и малого давления. Под двум величинам с применением специальной формулы можно узнать расход жидкости или газа.
В реальных условиях манометры устанавливаются у фланцев, которыми соединяются отдельно взятые части системы. Использовать литую трубку Вентури для измерения невозможно. Так получилось, что изначально лабораторная установка нашла множество применений в реальной жизни: от вентиляции и научных замеров до банальной подачи удобрений.
Вот некоторые способы того, как работает трубка вентури.
Для чего применяется трубка Вентури и какие её виды существуют
Труба Вентури: область применения и конструкция
Труба Вентури – это измерительный прибор, выполненный в качестве суженого устройства, благодаря чему возникает перепад давления для измерения расхода потока газа, пара и иных жидкостей. Труба Вентури изготавливается из материала, который устойчив к воздействию той или иной среды, расход которой измеряется, или же с обработанной внутренней поверхностью, устойчивой к измерительной среде.
Конструкция получила свое название в честь итальянского изобретателя Дж. Вентури и может монтироваться в трубопроводах в различных плоскостях: горизонтально, вертикально (наиболее распространенный вариант) или наклонно.
Труба Вентури. 1- кольцевые усредняющие камеры, 2- конус, 3- горловина, 4- диффузор
Внешне – труба Вентури (или труба распылитель) выглядит как вертикально расположенная конструкция с перетяжкой. Составными элементами Вентури трубы являются входной патрубок, с имеющимися на нем кольцевой камерой и отверстием, которое служит для отбора давления. Также данный измерительный прибор имеет входной конус, переходящий в горловину с аналогичными отверстиями для отбора давления и диффузор. Число отверстий должно равняться не менее четырем.
Труба выполняется в двух вариантах — обычной длинны или укороченная. Данное измерение осуществляется по длине диффузора. В зависимости от конечного типа конструкции измерительная труба Вентури может быть как цельной, так и сочлененной из нескольких элементов.
Технические характеристики и функциональные параметры
Трубе Вентури характерны следующие технические характеристики:
Если рассматривать чертеж трубки Вентури с круглым сечением, то в нем обязательно присутствуют:
Другие функциональные параметры:
Классификация труб Вентури
Классификация может осуществляться по виду входного конуса.
Таким образом можно различать следующие виды:
Помимо этого, классификация осуществляется и по типу конструкции самой трубы и материала, из которого она выполнена. В этом случае различают трубы, состоящие из цельной трубы, и изделия, имеющие в своем основании трубы выполненные из составных частей, сочетающихся друг с другом по средствам резьбовых, фланцевых и иных соединений.
В классификации Вентури есть и еще один вид этого измерительного прибора. Называется он, как ГВПВ — прямоточный высокоскоростной газопромыватель Вентури.
Трубы Вентури служат для измерения расхода различных жидкостей и газа.
Использование их в промышленности имеет ряд неоспоримых и ценных преимуществ по сравнению с другими измерительными приборами:
Области применения измерительного прибора
Трубы Вентури находят свое активное применение в таких аппаратах, как скруббер Вентури — это скоростной газопромыватель, цель которого – очистка газа от микронной и субмикронной пыли. Данный очистительный прибор отличается от других аналогичных приборов своей высокой производительностью и низкими потерями.
Актуальна труба Вентури в инжекторах, работающих в струйных насосах, предназначенных для сжимания газов, паров жидкостей и дальнейшей подачи их в емкости с повышенным давлением, где осуществляется выработка кинетической или тепловой энергии. Также данные инжекторы находят свое применение в ДВС – двигателях внутреннего сгорания, актуальны в котлах для парового отопления и системах внесения орошения для нужд сельского хозяйства.
Основные параметры
Трубы Вентури имеют следующие основные характеристики:
Запыленность очищаемых газов – не более 30 г/м3;
В состав трубы Вентури с круглым сечением входят диффузор, конфузор, горловина и штуцеры с форсунками, подводящие орошающую жидкость.
Приведем основные параметры таких труб:
Основные преимущества труб Вентури
Пример трубы Вентури
Трубы Вентури, использующиеся как сужающие устройства расходомеров с переменным перепадом для измерения расхода пара, жидкости или газа, имеют следующие преимущества:
Применение труб Вентури
Трубы Вентури могут применяться в таком аппарате, как скруббер Вентури, представляющем собой скоростной газопромыватель, выполняющий очистку газов от субмикронной и микронной пыли.
Такой скруббер отличается высокой по сравнению с другими влажными промышленными пылеуловителями эффективностью, а его основной частью, снижающей гидравлические потери, является Вентури труба.
Кроме того, трубы Вентури применяются в инжекторах – струйных насосах, сжимающих газы и пары и нагнетающих жидкость для подачи в емкости повышенного давления, преобразуя тепловую и кинетическую энергию рабочего потока в энергию потенциальную смешанного потока.
Инжекторы применяются в двигателях внутреннего сгорания, а также при подаче в паровые котлы питательной воды, и в системах внесения удобрений и орошения.
Вот и все, что хотелось рассказать о таком приборе, как труба Вентури. Несмотря на то, что такие трубы известны в основном специалистам, как, например, дымовые трубы котельной, другие виды дымовых труб, многие люди пользуются ими ежедневно, даже не зная об этом.
Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен
Принцип работы
Устройство трубки Вентури представляет собой несколько элементов:
Конструкция и назначение трубы Вентури
Труба Вентури выполняет две основные задачи:
Особенностью строения трубы является уникальная горловина, которая встраивается в большинство промышленных трубопроводов. Она обладает минимальным показателем потери давления, если рассматривать аналогичные изделия. Также подобная конструкция сужает поток перемещаемого вещества.
Итак, трубка Вентури (распылитель) – это почти обычная труба, но отличается она тем, что в ее конструкцию добавлен специальный пережим. В зоне пережима устанавливаются специальные форсунки, через которые транспортируемый газ обильно смачивают водой, что увеличивает его скорость на 250-350 процентов.
Прочие нюансы работы трубы Вентури:
Описанный принцип работы трубы Вентури реализован посредством сборки ее из следующих структурных элементов:
На входе в трубу и непосредственно в центральном горловинном сегменте устанавливаются специальные усредняющие камеры, которые позволяют спустить воду, чтобы выровнять давление в периферических частях системы.
Подходит труба Вентури для вставки в трубопроводы с диаметром от 5 до 140 сантиметров. Трубка Вентури с основным трубопроводом соотносится в поперечном сечении с коэффициентом, значение которого колеблется от 0,1 до 0,6. Делая расчет трубки Вентури до ее монтажа, стоит учитывать, что потери напора могут составить от 5 до 20 процентов, а производимые замеры могут иметь погрешность от 2 до 10 процентов.
Преимущества
Основное преимущество трубки Вентури – плавное изменение параметров потока: скорости и потенциального давления. В результате при замерах получаются приближенные к реальности значения. Любой другой измеритель подобного типа в процессе преобразования потока, изменил бы и режим движения жидкости или газа с ламинарного на турбулентный.
Ламинарный режим подразумевает плавное течение потоков жидкости или газа. Внутренние слои струи или потока в таком случае не перемешиваются между собой. Тогда как турбулентный поток представляет собой огромное количество разнонаправленных завихрений с постоянным перемешиванием жидкости или газа. И ламинарный, и турбулентный режим предполагает движение в одном направлении.
Но смена процесса прохождения газа ведет к изменению давления и скорости по непредсказуемым законам. Поэтому трубка Вентури обрела огромную популярность среди гидравлических измерительных приборов.
В гидравлике не разделяют жидкость и газ. Фактически различие между двумя этими средами сводится к разной плотности. Основные законы поведения потока воздуха и жидкости совпадают. Поэтому в университетах изучают вентиляцию, отопление и водоснабжение на одной или смежных специальностях.
Аспирация
Аспирацией называют процесс отчистки воздуха от пыли перед выбросом в атмосферу. Удаление неочищенного воздуха ведет к серьезному ухудшению экологической обстановки, увеличивает вероятность пожара, создает смог. Поэтому перед выбросом воздуха его стараются максимально отчистить от загрязнений, в том числе и от твердых частиц, то есть пыли.
Трубка вентури в этом плане хороша возможностью тонкой отчистки от огромного числа подвидов пыли. Пыль в вентиляции разделяется на виды. И крайне цениться оборудование, которое может убирать большой перечень загрязнений, например: неорганическую пыль, органическую от муки, табака и так далее. К тому же, редко какое устройство способно отчистить воздух от мелких фракций.
Все эти преимущества характерны для трубки вентури. Однако, существует огромный недостаток, из-за которого куда чаще применяются другие устройства: циклоны. В силу своего устройства трубка Вентури способна без недостатков для основной системы замедлить, а потом снова ускорить поток воздуха.
Особенности конструкции
Сопло Вентури устроено довольно просто — три взаимосвязанных участка, каждый из которых имеет конкретное предназначение:
Такая конструкция обеспечивает равномерность распределения абразива по всему пятну контакта, позволяет обрабатывать большие площади в довольно короткие сроки и с хорошим результатом. Но достичь таких результатов можно только в том случае, если сопло Вентури, а точнее его внутренняя часть, изготовлена из твердых материалов, обладающих высокой износостойкостью. Очень хорошо, если это будет карбид вольфрама или кремния. Но самым долговечными считаются наконечники из карбида бора.
Не менее интересной конструкцией является двойное сопло Вентури, которое считается лучшим вариантом, если нужно одновременно обработать большую площадь, имеющую среднее загрязнение. По сути это два расширения, которые идут один за другим, причем первый имеет меньший диаметр, чем второй.
Страницы сайта https://clemco.pro/ помогут узнать интересные и полезные подробности.
Эжекция
Эжекцией называют процесс смешения двух сред, при этом одна из сред находится под давлением и увлекает с собой другую. Для того, чтобы использовать трубку вентури в эжекторе, в центральную часть вставляют узкий раструб, через который подается поток от вентилятора. Зачем это нужно? Так получается передвигать загрязненную воздушную среду без соприкосновения рабочего вещества с лопастями вентилятора.
В результате перемещения воздуха, создается разность давлений. Воздух перемещается. Зачем такие сложности? Во время работы вентилятора так или иначе соприкасаются между собой металлические части устройства. Это служит причиной появления искры. В случае удаления лековоспламеняемых веществ системами вентиляции, одна искра может стать причиной катастрофы.
Благодаря эжектору работают и системы пневмотранспорта. Наиболее банальный пример такой системы: воздушная почта в банках и офисах, которая мгновенно доставляет записки на другие этажи здания. Но у системы есть множество вариантов применения: например, схожим образом перемещают муку в пекарнях, на элеваторах и мельницах.
Схема Эжектора с трубкой Вентури
Устройство, увеличивающее эффективность очистки и не только
Выбирая сопло Вентури для пескоструйный работ учитывают тип обрабатываемой поверхности, степень загрязнения, объем работ. Лучше всего иметь несколько видов таких устройств, которые различаются диаметром, длиной, материалом, что позволит подобрать оптимальный вариант для конкретного вида работ.
Не менее важно учесть и другие факторы. Если используется профиль Вентури сопло в 2,5—3 раза увеличивает скорость подачи рабочей смеси, что обеспечивает значительный рост производительности. Достигается этот эффект только за счет уникального строения этого изделия, увеличивающего кинетическую энергию частиц рабочего состава. При этом:
Следует упомянуть еще об одном достоинстве — сопло Вентури можно эксплуатировать с разными видами сухих абразивов:
Измерение параметров потока воздуха
Измерение потоков воздуха происходит с помощью двух манометров: один устанавливается до входа в центральный цилиндр, другой в самом цилиндре. Таким образом происходит отбор большого и малого давления. Под двум величинам с применением специальной формулы можно узнать расход жидкости или газа.
В реальных условиях манометры устанавливаются у фланцев, которыми соединяются отдельно взятые части системы. Использовать литую трубку Вентури для измерения невозможно. Так получилось, что изначально лабораторная установка нашла множество применений в реальной жизни: от вентиляции и научных замеров до банальной подачи удобрений.
Вот некоторые способы того, как работает трубка вентури.
Главные плюсы и применение трубы Вентури
Труба Вентури при применении в качестве расходомера (для пара, жидкостей или газов) имеет ряд положительных качеств:
В первую очередь стоит сказать о бытовом применении такого изделия. Нередко встречается трубка Вентури в газовых котлах, поскольку с задачей очистки топлива она справляется на высочайшем уровне. В промышленности одним из самых известных агрегатов, в которые встраивается данная трубка, является скруббер Вентури – скоростной газоочиститель.
Для чего нужна труба Вентури?
Среди используемых на промышленных предприятиях конструкций труб отдельно можно выделить трубу Вентури. Она существенно отличается от труб дымовых и имеет свои особенные характеристики. Сооружение это получило свое название от имени итальянского специалиста в области гидравлики, Джованни Батиста Вентури и имеет в своей основе стальную конструкцию с круглым поперечным сечением, изготавливаемую посредством сварки. С использованием такого расходомера можно измерять величину скорости и расхода жидкостных и газовых потоков. Если проводить сравнение с иными приспособлениями, измеряющими потери, он имеет такое строение горловины, которое позволяет не только поддерживать величину давления, но и не снижать его уровень существенно.
Основные параметры трубок Вентури: диффузор в деле
Основные преимущества расходомеров. Применение трубок Вентури в промышленности даёт несколько подобных преимуществ по сравнению с иными измерительными приборами:
Также подобный измерительный прибор можно долго использовать в промышленных условиях.
Строение
Чаще всего, такой расходомер – представлен вертикальной трубой, и лишь иногда, в виде исключения — горизонтальной. У трубки есть пережи, содержащий форсунки с водой, предназначенные для того, чтобы смачивать газ. А вследствие этого действия ускорять его в два с половиной – три с половиной раза.
Достигается это за счет определенных особенностей:
Схема действия трубки: принцип работы
Трубное изделие Вентури имеет сопла. Трубные сопла Вентури работают таким образом:
Размер пережима равен 500–550 мм;
Производительность подобного расходомера равна 180 000 м3/ч.
Спецификация
Трубы Вентури классифицируют по входному конусу: — Он может быть литым и необработанным. Изготавливаются следующим способом – отливают в песочной форме или каким-то другим методом, в котором входная конусная часть не обрабатывается. Но в данной ситуации обрабатываются те места, где конусная часть переходит в цилиндрическую.
— Диффузорная часть изготовлена методом литья. В этом случае и конусная, и цилиндрическая, и горловинная детали обрабатываются. Переходы между частями делают закругленными, или незакругленными. — Верхняя конусная деталь может быть стальной и изготавливаться сварочным способом. Существует и иная классификация — по длине выходной конусной: — Укороченная. — Нормальная. Деление может осуществляться и с помощью других признаков – типовых, по материалам, из которых они изготовлены, по конструкциям сооружения: — Цельная конструкция. — Составная конструкция. Есть и еще – именуемый «высокоскоростным прямоточным газопромывателем Вентури». Они имеют аббревиатуру ГВПВ.
Основные характеризующие параметры
Расходомеры Вентури отличаются параметрами: — Такая характеристика, как запыленность газа, который очищается, не должна превышать тридцати грамм на кубический метр. — Значение температуры таких газов не должно превышать четыреста градусов. — Количество расходуемой воды от пол литра до двух с половиной литров на кубический метр. — Сопротивление движению газов – в пределах от шести до двенадцати кило паскаль. Если у трубы сечение круглое, она будет состоять из расширяющейся части (диффузора), сужающейся части (конфузора), прохода, патрубка с форсунками, которые подводят воду для орошения. Такие каналы обладают следующими характерными признаками: — Длина прохода рассчитывается с помощью умножения его диаметра на 0,15. — Величина раскрытия угла для расширяющейся части равна двадцать восемь градусов, а для сужающейся составляющей – семь градусов. — Трубки могут использоваться в любых плоскостях – вертикальных, горизонтальных, наклонных.
Существующие виды трубок Вентури и их классификация
Говоря о том, что это такое трубка Вентури, нужно учитывать особенности строения конусовидного входа, на основании которых выделяют основные разновидности изделия:
Преимущества
Такие конструкции получили широкое применение в устройстве Вентури скруббере. Это такой аппарат, через который поток газа очищается от мельчайших пылинок. Такой аппарат намного эффективнее, чем иные приборы для очистки газов, применяемые в промышленности. В таком очистителе именно трубка способствует значительному снижению потерь свойств гидравлики.
Расходомеры применяются и в иных приборах. В частности, в инжекторных насосах. Они входят в системы ДВС. Эти трубки применимы каждый день в обыденной жизни. Но наиболее широко они известны у профессионалов.