Tubo de Venturi
O tubo de Venturi permite determinar o módulo da velocidade
de escoamento de um líquido no interior de uma tubulação. Este dispositivo é
constituído por um tubo em U com mercúrio (tubo manométrico), com um dos ramos
ligado a um segmento normal da tubulação e o outro ramo ligado a um segmento
com um estrangulamento.
Vamos considerar que o líquido, de densidade ρ constante,
escoa pela tubulação em regime estacionário. Em qualquer segmento normal da
tubulação, cuja seção reta tem área A1, o líquido se move com velocidade v1 e
no segmento com estrangulamento, cuja seção reta tem área A2, o líquido se move
com velocidade v2 num referencial fixo na tubulação. No segmento com
estrangulamento, o módulo da velocidade do líquido aumenta e a pressão diminui.
Por isso, as alturas das colunas de mercúrio nos ramos do tubo em U são
diferentes.
Considerando a tubulação na horizontal, a
equação de Bernoulli permite escrever:
em que P1 e P2 são as pressões do líquido, respectivamente,
no segmento normal e no segmento com estrangulamento.
Por outro lado, a
equação da continuidade fornece:
Substituindo v2, dado
por esta expressão, naquela que dá ∆P, que obtivemos da equação de Bernoulli,
resulta:
e desta, finalmente:
Desta maneira, conhecendo a densidade ρ e as áreas A1 e A2 e
medindo a diferença de pressão ∆P com o tubo manométrico, podemos determinar o
módulo da velocidade de escoamento do líquido na tubulação.
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