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文丘里效应

更新时间:2019-10-10      点击次数:1410

文丘里效应,也称文氏效应。这种现象以其发现者,意大利物理学家文丘里(Giovanni Battista Venturi)命名。该效应表现在受限流动在通过缩小的过流断面时,流体出现流速增大的现象,其流速与过流断面成反比。而由伯努利定律知流速的增大伴随流体压力的降低,即常见的文丘里现象。通俗地讲,这种效应是指在高速流动的流体附近会产生低压,从而产生吸附作用。利用这种效应可以制作出文氏管。

一.拉法尔喷嘴

当气体或液体在文丘里管里面流动,在管道的窄处,动态压力(速度头)达到大值,静态压力(静息压力)达到小值,气体(液体)的速度因为通流横截面面积减小而上升。整个涌流都要在同一时间内经历管道缩小过程,因而压力也在同一时间减小。进而产生压力差,这个压力差用于测量或者给流体提供一个外在吸力。

对于理想流体(气体或者液体,其不可压缩和不具有摩擦),其压力差通过伯努利方程获得。

当涌流达到了声速,文丘里管将被称为拉法尔喷嘴(渐缩阔喷嘴)。

二.原理

文丘里效应的原理则是当风吹过阻挡物时,在阻挡物的背风面上方端口附近气压相对较低,从而产生吸附作用并导致空气的流动。文氏管的原理其实很简单,它就是把气流由粗变细,以加快气体流速,使气体在文氏管出口的后侧形成一个真空区。当这个真空区靠近工件时会对工件产生一定的吸附作用。

压缩空气从文丘里管的入口进入,少部分通过截面很小的喷管排出。随之截面逐渐减小,压缩空气的压强减小,流速变大,这时就在吸附腔的进口内产生一个真空度,致使周围空气被吸入文氏管内,随着压缩空气一起流进扩散腔内减小气体的流速,之后通过消音装置减少气流震荡。

三.应用

文丘里管在现今科技发展中的得到应用。因为其制造和维护成本比较低。实质意义上的一种应用就是在水族馆整个水循环系统中充当去浮沉的装置(分离器)。在化学方面的应用就是所谓的文丘里喷嘴,用于对液体的去杂(去除气体),或者用于测量流体的速度。

同样,加油气压设备中的准备单元的加油嘴也是应用了这一原理。利用文丘里效应的原理,可应用于某些机械构件及建筑物的通风。

基于文丘里效应制造的设备设施,叫做文丘里XXXX,如文丘里水膜除尘器、文丘里扩散管、文丘里收缩管、文丘里喷射泵、文丘里流量计等。v

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