VENTURIMETRO

VENTURIMETRO

Il venturimetro o tubo Venturi, è in pratica un contatore in grado di misurare la quantità di fluido (aria, acqua, ecc.) che transita in una condotta. La portata misurata è una portata istantanea, non è quindi un contatore totalizzatore in grado di fornire totali giornalieri o mensili. E’ costituito da un tronchetto di tubo sagomato che presenta una strozzatura rispetto alla sezione normale della condotta. La quantità di fluido che transita in una condotta è costante in ogni punto, anche nel venturimetro la portata è identica nella sezione larga e in quella stretta. Una portata è calcolabile con area interna del tubo x velocità, quindi se in due sezioni di area diversa la portata è la stessa ovvio che debba cambiare la velocità. La variazione di velocità porta a sua volta una variazione della pressione residua del fluido. Più è alta la velocità e più la pressione diminuisce, “strano” diranno alcuni, avrei detto il contrario.

L’esperimento mostra proprio la variazione di pressione nel tubo Venturi ed è resa visibile con un manometro differenziale. Nell’esperimento il fluido da misurare è aria, convogliata nel Venturimetro da un vecchio aspirapolvere anni ’70 opportunamente modificato affinché spinga l’aria anziché aspirarla. Dal tubo Venturi si staccano due piccoli tubi, uno dalla parte stretta ed uno da quella larga, che vanno al manometro differenziale. Il manometro differenziale è un tubo ad U contenente acqua, che normalmente raggiunge lo stesso livello in entrambi i bracci. Ad ogni braccio è collegato un tubo proveniente dal Venturimetro e se la pressione dell’aria è diversa nei due bracci si verifica lo squilibrio dei due livelli d’acqua. La differenza fra i livelli è misurabile con un righello scorrevole e consente di determinare l’entità della differenza di pressione. Nel caso dell’acqua un altezza di 10 m determina alla base una pressione di circa 1 Kg/cm2. Un dislivello misurato di 15 cm corrisponderà quindi ad una pressione di 0.015 Kg/cm2. Il valore di pressione determinato in questo modo viene inserito nella formula di Venturi unitamente alle misure delle sezioni interne del Venturimetro e permette di calcolare la portata di fluido che transita in quel momento.

La formula fu enunciata nel 1797 dal sacerdote Giovanni Battista Venturi di Bibbiano (RE) che la ottenne elaborando la teoria di Bernulli. Per la misura di portata del fluido acqua il manometro differenziale contiene mercurio ed il calcolo della pressione deve considerare la sua densità. Una colonna di mercurio alta 76 cm determina alla base la pressione di circa 1 Kg/cm2.

Domanda frequente:

“Quando innaffio con un tubo di gomma se schiaccio l’estremità del tubo l’acqua arriva più lontano. Questo vuol dire che la pressione aumenta rispetto a quando, non premendolo, il tubo ha una sezione più larga. Tu però ci hai appena detto il contrario, che nella sezione stretta diminuisce la pressione.”

Risposta:

Quando un fluido si muove in un tubo le pareti ferme ne rallentano il flusso determinando una serie di attriti che portano alla diminuzione della pressione. Più un tubo è lungo e stretto e più la pressione diminuisce. Ma anche più è alta la velocità del fluido e più la pressione diminuisce. Un tubo per l’innaffiamento è stretto e lungo e la perdita di pressione è notevole e l’acqua peraltro si muove velocemente.

Quando schiaccio l’estremità del tubo cosa avviene?

Sta ancora passando la stessa quantità di acqua che passava prima che lo schiacciassi?

No, ne esce molta di meno. Allora è diminuita la portata d’acqua che transita nell’intero tubo a monte. Ma la portata è (area della sezione interna) x (velocità) e nel tubo di monte la sezione è invariata ma è diminuita la velocità. Se diminuisce la velocità nel tubo di innaffiamento aumenta la pressione in tutto il tubo ed è quindi ovvio che abbia una maggiore pressione alla fine del tubo di innaffiamento. Ma appena riapro totalmente l’estremità del tubo la velocità aumenta perché aumenta la portata e la pressione diminuisce.