Труба Вентурі (трубка Вентурі) — пристрій для звуження перерізу потоку, що має вхідну частину, виконану у вигляді конуса (конфузор), середню циліндричну частину (горловину) і вихідну конусну частину (дифузор). Зазвичай перед вхідним конусом поміщається додатковий циліндричний патрубок. Названа на честь італійського вченого Джованні Вентурі (1746—1822).
Принцип роботи
В основі принципу роботи труби Вентурі лежить ефект Вентурі — явище зменшення тиску у потоці рідини або газу, коли цей потік проходить через звужену частину труби.
Використання
Труба Вентурі знайшла своє застосування у багатьох галузях техніки, зокрема, на її основі побудовані наступні пристрої:
- звужувальні пристрої витратомірів змінного перепаду тиску (витратомір Вентурі);
- швидкісні газопромивачі, що застосовуються, головним чином, для очищення газів від мікронного і субмікронного пилу в устаткуванні систем очищення запилених технологічних газів (скрубер Вентурі);
- ежекторні системи струминних насосів для відсмоктування рідин, газів, пари або сипких мас;
- інжекторні системи для приготування сумішей та подачі їх під тиском в енергетичному та хімічному обладнанні та в системах поливу та внесення добрив (інжектор Вентурі).
Труба Вентурі у витратомірах
Див. також Манометричні витратоміри
Співвідношення основних розмірів труб та умови використання наведені у ДСТУ ГОСТ 8.586.4:2007 (ISO 5167-4:2003)
Умови використання
Труба Вентурі застосовується без індивідуального градуювання і встановлюється на трубопроводах діаметром від 50 до 1200 мм призначеннях числа Рейнольдса понад 2·104.
Застосування труб Вентурі залежить від їх різновиду, зумовленого способом виготовлення їх вхідної конічної частини, профілю перетину вхідного конуса та відносного діаметра β горловини (відношення діаметра d горловини до внутрішнього діаметра D вимірювального трубопроводу перед звужуючим пристроєм):
- з литою без обробки вхідною конічною частиною (0,1 м ≤ D ≤ 0,8 м; 0,30 ≤ β ≤ 0,75; Re ≥ 4·104);
- з литою обробленою вхідною конічною частиною (0,05 м ≤ D ≤ 0,25 м; 0,40 ≤ β ≤ 0,75; 4·104·β ≤ Re ≤ 108·β);
- зі зварною з листової сталі вхідною конічною частиною (0,2 м ≤ D ≤ 1,2 м; 0,40 ≤ β ≤ 0,70; Re ≥ 4·104).
Профіль труби Вентурі
Звужуюча конічна частина для всіх різновидів труб Вентурі повинна мати кут конуса 21° ± 1° і довжину 2,7(D-d). Горловина повинна бути циліндричною і мати довжину (1 ± 0,3)d. Дифузор повинен мати кут φ від 7° до 15° (рекомендується 7° ≤ φ ≤ 8°). Труба Вентурі називається «вкороченою», якщо вихідний діаметр дифузора менший за діаметр D. Дифузор може бути вкорочений на 35% його довжини.
Матеріал виготовлення труби Вентурі
Звужуючий пристрій повинен бути виготовлений з корозійно-ерозійно-стійкого по відношенню до середовища матеріалу, температурний коефіцієнт лінійного розширення якого відомий в діапазоні зміни температури середовища. Найбільшого поширення набули нержавіючі сталі. До числа їх слід віднести сталі марок Х17, Х23Н13 і 1Х18Н9Т
Відбір тиску
Тиск у горловині і вхідному патрубку слід відбирати крізь отвори у стінках та крізь осереднюючі камери (камери вирівнювання тиску) (див. рисунок). Якщо d ≥ 33,3 мм, то діаметр отворів для відбору тиску повинен бути від 4 до 10 мм. При цьому діаметр отворів для відбору тиску до труби Вентурі повинен бути не більшим за 0,1d , а в горловині труби Вентурі — не більшим за 0,13d. Якщо d < 33,3 мм, то діаметр отворів для відбору тиску в горловині повинен бути в межах від 0,1d до 0,13d, а діаметр отворів до труби Вентурі — від 0,1d до 0,1D.
Принцип методу вимірювання
Метод вимірювання витрати середовища, базується на створенні за допомогою труби Вентурі місцевого звуження потоку, частина потенційної енергії якого переходить у кінетичну енергію. Середня швидкість потоку в місці його звуження підвищується, а статичний тиск стає меншим за статичний тиск до труби Вентурі. Різниця тиску (перепад тиску) тим більший, чим більша витрата середовища, і, отже, вона може служити мірою витрати.
Об'ємна витрата визначається виразом:
- , де
- C — експериментальний коефіцієнт, що відображає втрати всередині витратоміра;
- A1 і A2 — площі перерізів трубопроводу и горловини відповідно;
- ρ — густина рідини чи газу;
- P1 і P2 — статичні тиски на вході трубі і в горловині.
Детальніші методики розрахунків наведено в ДСТУ ГОСТ 8.586.1:2009 (ИСО 5167-1:2003).
Похибка вимірювання витрати з використанням труби Вентурі зазвичай становить 2—10%
Недоліки
Основний недолік звичайних труб Вентурі: великі розміри і маса, що ускладнює монтаж, особливо на діючих трубопроводах. Тому частіше застосовують скорочені труби. Використовують ці прилади у випадках, коли втрати тиску за високих швидкостей можуть бути занадто великими, зокрема при вимірюванні великих витрат рідини.
Труба Вентурі у швидкісних газоочисниках
Призначення
Швидкісні газопромивачі застосовуються, головним чином, для очищення газів від мікронного і субмікронного пилу. Принцип дії цих апаратів базується на інтенсивному дробленні газовим потоком, який рухається з великою швидкістю (близько 60…150 м/с), зрошувальної його рідини. Осадженню частинок пилу на краплинах зрошувальної рідини сприяє турбулентність газового потоку і високі відносні швидкості між вловленими частинками пилу і краплинами.
Найбільш розповсюдженим апаратом цього класу є скрубер Вентурі, що є найефективнішим з мокрих пиловловлювачів, які застосовуються в промисловості. Основна частина скрубера Вентурі, з метою зниження шкідливих гідравлічних втрат, виконується у вигляді труби Вентурі.
Принцип роботи
Труба Вентурі використовується, наприклад, для тонкого очищення доменного газу після грубого очищення його у пилевловлювачі і напівтонкого очищення у скрубері. Газ потрапляє у конфузор, де проходить через завісу зрошувальної води, що подається форсунками у звужену частину труби (горловину) перпендикулярно напрямку руху газу. Завдяки високій швидкості газу (збільшується через зменшення перерізу труби у горловині) та зниженню тиску вода дробиться на дуже дрібні краплі. Все це сприяє кращому змочуванню часток пилу і забезпечує вловлювання часток пилу розміром у десяті долі мікрометра. У дифузорі швидкість газу зменшується і відбувається злиття (коагуляція) крапель води, що несуть пил, їхня маса збільшується, що полегшує їх відокремлення від газу.
Конструктивні відмінності
Існує велика кількість конструкцій скруберів Вентурі, які відрізняються перерізом і довжиною горловини, способом підведення зрошувальної рідини, компонуванням тощо. За конфігурацією поперечного перерізу труби Вентурі поділяються на круглі, щілинні та кільцеві. Круглі труби Вентурі мають переважне розповсюдження при малих об'ємах очищувальних газів. При великих об'ємах газів доцільно застосовувати труби Вентурі з кільцевою горловиною і центральним підведенням зрошення або щілинні труби Вентурі з плівковим зрошенням.
Найпоширенішими є газопромивачі Вентурі типу ГВПВ (прямоточний високонапірний), наприклад, ГВПВ-0,010-01 (цифра після тире — площа перерізу горловини труби Вентурі (м²); 01 — модифікація з підвищеним питомим зрошенням).
Труба Вентурі в ежекційних пристроях
Ежекційний пристрій — це гідравлічний пристрій, в якому відбувається передача кінетичної енергії від одного середовища, що рухається з більшою швидкістю, до іншого. Ежектор, відповідно до закону Бернуллі, створює у звуженому перетині знижений тиск (ефект Вентурі) одного середовища, що викликає підсмоктування до потоку іншого середовища, яке потім переноситься та видаляється з місця всмоктування потоком першого середовища.
Ежектори використовують у струминних насосах, наприклад: водоструминних, рідинно-ртутних, паро-ртутних, паромасляних.
Труба Вентурі в інжекторних системах
Інжектор — вид струминного насоса для стискання газів і пари, а також нагнітання рідини. Інжектором рідина, газ або пара нагнітається в посудини з підвищеним тиском.
Принцип роботи інжекторів оснований на перетворенні кінетичної і теплової енергії робочого потоку в потенціальну енергію змішаного (робочого та інжекційного) потоку.
Використовується в інжекторних системах впорскування палива двигунів внутрішнього згорання, для подавання свіжої води у парові котли, для приготування і подачі хімічних розчинів у системах зрошення та внесення добрив.
Див. також
Примітки
- ДСТУ ГОСТ 8.586.4:2007 (ИСО 5167-4:2003) Метрологія. Вимірювання витрати та кількості рідини і газу із застосуванням стандартних звужувальних пристроїв. Частина 4. Труби Вентурі. Технічні вимоги.
- ДСТУ ГОСТ 8.586.1:2009 (ИСО 5167-1:2003) Метрологія. Вимірювання витрати та кількості рідини й газу із застосуванням стандартних звужувальних пристроїв. Частина 1. Принцип методу вимірювання та загальні вимоги.
Посилання
- 3D анімація вимірювання витрати за перепадом тиску (витратомір Вентурі)(англ.)
- UT Austin. Симулятор труби Вентурі. Архів оригіналу за 14 липня 2013. Процитовано 3 листопада 2009.(англ.)
Джерела
- Пістун Є. П., Лесовой Л. В. Нормування витратомірів змінного перепаду тиску. - Львів: Видавництво ЗАТ «Інститут енергоаудиту та обліку енергоносіїв», 2006. — 576 с.
- Андріїшин М. П., Канєвський С. О., Капрпаш О. М. та ін. Вимірювання витрати та кількості газу: Довідник. — Івано-Франківськ : ПП «Сімик». — 2004.- 160с.
- Вінниця ВНТУ, 2010. (Електронний посібник)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Truba Venturi trubka Venturi pristrij dlya zvuzhennya pererizu potoku sho maye vhidnu chastinu vikonanu u viglyadi konusa konfuzor serednyu cilindrichnu chastinu gorlovinu i vihidnu konusnu chastinu difuzor Zazvichaj pered vhidnim konusom pomishayetsya dodatkovij cilindrichnij patrubok Nazvana na chest italijskogo vchenogo Dzhovanni Venturi 1746 1822 Truba Venturi 1 kameri virivnyuvannya tisku 2 vhidnij konus konfuzor 3 cilindrichna chastina gorlovina 4 vihidna konusna chastina difuzor Princip robotiV osnovi principu roboti trubi Venturi lezhit efekt Venturi yavishe zmenshennya tisku u potoci ridini abo gazu koli cej potik prohodit cherez zvuzhenu chastinu trubi VikoristannyaTruba Venturi znajshla svoye zastosuvannya u bagatoh galuzyah tehniki zokrema na yiyi osnovi pobudovani nastupni pristroyi zvuzhuvalni pristroyi vitratomiriv zminnogo perepadu tisku vitratomir Venturi shvidkisni gazopromivachi sho zastosovuyutsya golovnim chinom dlya ochishennya gaziv vid mikronnogo i submikronnogo pilu v ustatkuvanni sistem ochishennya zapilenih tehnologichnih gaziv skruber Venturi ezhektorni sistemi struminnih nasosiv dlya vidsmoktuvannya ridin gaziv pari abo sipkih mas inzhektorni sistemi dlya prigotuvannya sumishej ta podachi yih pid tiskom v energetichnomu ta himichnomu obladnanni ta v sistemah polivu ta vnesennya dobriv inzhektor Venturi Truba Venturi u vitratomirah Div takozh Manometrichni vitratomiri Spivvidnoshennya osnovnih rozmiriv trub ta umovi vikoristannya navedeni u DSTU GOST 8 586 4 2007 ISO 5167 4 2003 Umovi vikoristannya Truba Venturi zastosovuyetsya bez individualnogo graduyuvannya i vstanovlyuyetsya na truboprovodah diametrom vid 50 do 1200 mm priznachennyah chisla Rejnoldsa ponad 2 104 Zastosuvannya trub Venturi zalezhit vid yih riznovidu zumovlenogo sposobom vigotovlennya yih vhidnoyi konichnoyi chastini profilyu peretinu vhidnogo konusa ta vidnosnogo diametra b gorlovini vidnoshennya diametra d gorlovini do vnutrishnogo diametra D vimiryuvalnogo truboprovodu pered zvuzhuyuchim pristroyem z litoyu bez obrobki vhidnoyu konichnoyu chastinoyu 0 1 m D 0 8 m 0 30 b 0 75 Re 4 104 z litoyu obroblenoyu vhidnoyu konichnoyu chastinoyu 0 05 m D 0 25 m 0 40 b 0 75 4 104 b Re 108 b zi zvarnoyu z listovoyi stali vhidnoyu konichnoyu chastinoyu 0 2 m D 1 2 m 0 40 b 0 70 Re 4 104 Profil trubi Venturi Zvuzhuyucha konichna chastina dlya vsih riznovidiv trub Venturi povinna mati kut konusa 21 1 i dovzhinu 2 7 D d Gorlovina povinna buti cilindrichnoyu i mati dovzhinu 1 0 3 d Difuzor povinen mati kut f vid 7 do 15 rekomenduyetsya 7 f 8 Truba Venturi nazivayetsya vkorochenoyu yaksho vihidnij diametr difuzora menshij za diametr D Difuzor mozhe buti vkorochenij na 35 jogo dovzhini Material vigotovlennya trubi Venturi Zvuzhuyuchij pristrij povinen buti vigotovlenij z korozijno erozijno stijkogo po vidnoshennyu do seredovisha materialu temperaturnij koeficiyent linijnogo rozshirennya yakogo vidomij v diapazoni zmini temperaturi seredovisha Najbilshogo poshirennya nabuli nerzhaviyuchi stali Do chisla yih slid vidnesti stali marok H17 H23N13 i 1H18N9T Vidbir tisku Tisk u gorlovini i vhidnomu patrubku slid vidbirati kriz otvori u stinkah ta kriz oserednyuyuchi kameri kameri virivnyuvannya tisku div risunok Yaksho d 33 3 mm to diametr otvoriv dlya vidboru tisku povinen buti vid 4 do 10 mm Pri comu diametr otvoriv dlya vidboru tisku do trubi Venturi povinen buti ne bilshim za 0 1d a v gorlovini trubi Venturi ne bilshim za 0 13d Yaksho d lt 33 3 mm to diametr otvoriv dlya vidboru tisku v gorlovini povinen buti v mezhah vid 0 1d do 0 13d a diametr otvoriv do trubi Venturi vid 0 1d do 0 1D Princip metodu vimiryuvannya Metod vimiryuvannya vitrati seredovisha bazuyetsya na stvorenni za dopomogoyu trubi Venturi miscevogo zvuzhennya potoku chastina potencijnoyi energiyi yakogo perehodit u kinetichnu energiyu Serednya shvidkist potoku v misci jogo zvuzhennya pidvishuyetsya a statichnij tisk staye menshim za statichnij tisk do trubi Venturi Riznicya tisku perepad tisku tim bilshij chim bilsha vitrata seredovisha i otzhe vona mozhe sluzhiti miroyu vitrati Ob yemna vitrata viznachayetsya virazom Q CA21 A2A1 22P1 P2r displaystyle Q frac CA 2 sqrt 1 left dfrac A 2 A 1 right 2 sqrt 2 frac P 1 P 2 rho de C eksperimentalnij koeficiyent sho vidobrazhaye vtrati vseredini vitratomira A1 i A2 ploshi pereriziv truboprovodu i gorlovini vidpovidno r gustina ridini chi gazu P1 i P2 statichni tiski na vhodi trubi i v gorlovini Detalnishi metodiki rozrahunkiv navedeno v DSTU GOST 8 586 1 2009 ISO 5167 1 2003 Pohibka vimiryuvannya vitrati z vikoristannyam trubi Venturi zazvichaj stanovit 2 10 Nedoliki Osnovnij nedolik zvichajnih trub Venturi veliki rozmiri i masa sho uskladnyuye montazh osoblivo na diyuchih truboprovodah Tomu chastishe zastosovuyut skorocheni trubi Vikoristovuyut ci priladi u vipadkah koli vtrati tisku za visokih shvidkostej mozhut buti zanadto velikimi zokrema pri vimiryuvanni velikih vitrat ridini Truba Venturi u shvidkisnih gazoochisnikah Truba Venturi u sistemi gazoochistki domennogo gazu Znahoditsya za napryamkom potoku gazu za skruberom Trubu Venturi pokazano strilochkoyu Priznachennya Shvidkisni gazopromivachi zastosovuyutsya golovnim chinom dlya ochishennya gaziv vid mikronnogo i submikronnogo pilu Princip diyi cih aparativ bazuyetsya na intensivnomu droblenni gazovim potokom yakij ruhayetsya z velikoyu shvidkistyu blizko 60 150 m s zroshuvalnoyi jogo ridini Osadzhennyu chastinok pilu na kraplinah zroshuvalnoyi ridini spriyaye turbulentnist gazovogo potoku i visoki vidnosni shvidkosti mizh vlovlenimi chastinkami pilu i kraplinami Najbilsh rozpovsyudzhenim aparatom cogo klasu ye skruber Venturi sho ye najefektivnishim z mokrih pilovlovlyuvachiv yaki zastosovuyutsya v promislovosti Osnovna chastina skrubera Venturi z metoyu znizhennya shkidlivih gidravlichnih vtrat vikonuyetsya u viglyadi trubi Venturi Princip roboti Truba Venturi vikoristovuyetsya napriklad dlya tonkogo ochishennya domennogo gazu pislya grubogo ochishennya jogo u pilevlovlyuvachi i napivtonkogo ochishennya u skruberi Gaz potraplyaye u konfuzor de prohodit cherez zavisu zroshuvalnoyi vodi sho podayetsya forsunkami u zvuzhenu chastinu trubi gorlovinu perpendikulyarno napryamku ruhu gazu Zavdyaki visokij shvidkosti gazu zbilshuyetsya cherez zmenshennya pererizu trubi u gorlovini ta znizhennyu tisku voda drobitsya na duzhe dribni krapli Vse ce spriyaye krashomu zmochuvannyu chastok pilu i zabezpechuye vlovlyuvannya chastok pilu rozmirom u desyati doli mikrometra U difuzori shvidkist gazu zmenshuyetsya i vidbuvayetsya zlittya koagulyaciya krapel vodi sho nesut pil yihnya masa zbilshuyetsya sho polegshuye yih vidokremlennya vid gazu Konstruktivni vidminnosti Isnuye velika kilkist konstrukcij skruberiv Venturi yaki vidriznyayutsya pererizom i dovzhinoyu gorlovini sposobom pidvedennya zroshuvalnoyi ridini komponuvannyam tosho Za konfiguraciyeyu poperechnogo pererizu trubi Venturi podilyayutsya na krugli shilinni ta kilcevi Krugli trubi Venturi mayut perevazhne rozpovsyudzhennya pri malih ob yemah ochishuvalnih gaziv Pri velikih ob yemah gaziv docilno zastosovuvati trubi Venturi z kilcevoyu gorlovinoyu i centralnim pidvedennyam zroshennya abo shilinni trubi Venturi z plivkovim zroshennyam Najposhirenishimi ye gazopromivachi Venturi tipu GVPV pryamotochnij visokonapirnij napriklad GVPV 0 010 01 cifra pislya tire plosha pererizu gorlovini trubi Venturi m 01 modifikaciya z pidvishenim pitomim zroshennyam Truba Venturi v ezhekcijnih pristroyah Vikoristannya trubi Venturi dlya stvorennya rozridzhennya Ezhekcijnij pristrij ce gidravlichnij pristrij v yakomu vidbuvayetsya peredacha kinetichnoyi energiyi vid odnogo seredovisha sho ruhayetsya z bilshoyu shvidkistyu do inshogo Ezhektor vidpovidno do zakonu Bernulli stvoryuye u zvuzhenomu peretini znizhenij tisk efekt Venturi odnogo seredovisha sho viklikaye pidsmoktuvannya do potoku inshogo seredovisha yake potim perenositsya ta vidalyayetsya z miscya vsmoktuvannya potokom pershogo seredovisha Ezhektori vikoristovuyut u struminnih nasosah napriklad vodostruminnih ridinno rtutnih paro rtutnih paromaslyanih Truba Venturi v inzhektornih sistemah Inzhektor Venturi Inzhektor vid struminnogo nasosa dlya stiskannya gaziv i pari a takozh nagnitannya ridini Inzhektorom ridina gaz abo para nagnitayetsya v posudini z pidvishenim tiskom Princip roboti inzhektoriv osnovanij na peretvorenni kinetichnoyi i teplovoyi energiyi robochogo potoku v potencialnu energiyu zmishanogo robochogo ta inzhekcijnogo potoku Vikoristovuyetsya v inzhektornih sistemah vporskuvannya paliva dviguniv vnutrishnogo zgorannya dlya podavannya svizhoyi vodi u parovi kotli dlya prigotuvannya i podachi himichnih rozchiniv u sistemah zroshennya ta vnesennya dobriv Div takozhVitratomir VenturiPrimitkiDSTU GOST 8 586 4 2007 ISO 5167 4 2003 Metrologiya Vimiryuvannya vitrati ta kilkosti ridini i gazu iz zastosuvannyam standartnih zvuzhuvalnih pristroyiv Chastina 4 Trubi Venturi Tehnichni vimogi DSTU GOST 8 586 1 2009 ISO 5167 1 2003 Metrologiya Vimiryuvannya vitrati ta kilkosti ridini j gazu iz zastosuvannyam standartnih zvuzhuvalnih pristroyiv Chastina 1 Princip metodu vimiryuvannya ta zagalni vimogi Posilannya3D animaciya vimiryuvannya vitrati za perepadom tisku vitratomir Venturi angl UT Austin Simulyator trubi Venturi Arhiv originalu za 14 lipnya 2013 Procitovano 3 listopada 2009 angl DzherelaPistun Ye P Lesovoj L V Normuvannya vitratomiriv zminnogo perepadu tisku Lviv Vidavnictvo ZAT Institut energoauditu ta obliku energonosiyiv 2006 576 s ISBN 966 553 541 2 Andriyishin M P Kanyevskij S O Kaprpash O M ta in Vimiryuvannya vitrati ta kilkosti gazu Dovidnik Ivano Frankivsk PP Simik 2004 160s Vinnicya VNTU 2010 Elektronnij posibnik