EineVenturi-Düse (auchVenturi-Rohr, entwickelt vonGiovanni Battista Venturi) besteht aus einem glattwandigen Rohrstück mit einer Verengung desQuerschnitts, beispielsweise durch zwei gegeneinander gerichteteKonen, die an der Stelle ihres geringsten Durchmessers vereint sind. An dieser Stelle ist daneben ein Abnahmerohr platziert.

Wenn einFluid durch eine Venturi-Düse fließt, ist an der engsten Stelle des Rohres derdynamische Druck (Staudruck) maximal und derhydrostatische Druck minimal. Die Geschwindigkeit des Fluids steigt im Verhältnis der Querschnitte beim Einströmen in den engeren Teil an, weil im ganzen Rohr dieselbe Masse pro Zeit durchfließt (Kontinuitätsgesetz). Dadurch sinkt der Druck im Abnahmerohr, das sich im engen Teil befindet. Damit entsteht ein Differenzdruck, der in Messgeräten oder zum Ansaugen von Flüssigkeiten oder Gasen benutzt werden kann.

Die Druckdifferenz ist beiidealen Flüssigkeiten (inkompressibel und reibungsfrei) durch dieBernoulli-Gleichung gegeben. Beiidealen Gasen gilt dieerweiterte Bernoulli-Gleichung.

Venturi-Düsen finden sich heute in der Technik in einer Vielzahl von Anwendungen, da sie wartungsarm und kostengünstig arbeiten. Sie werden in derAquarientechnik alsAbschäumer verwendet ebenso wie in der Chemie als sogenannte Venturi-Injektoren, um Gase in Flüssigkeiten aufzulösen oder als Messwertgeber für Strömungsgeschwindigkeiten von Gasen oder Flüssigkeiten. Außerdem wird dieses Prinzip in Ölern der Aufbereitungseinheit vonpneumatischen Anlagen verwendet. Als industrielleNormteile des Maschinenbaues sind Venturi-Düsen als „Einschweißdruckgeber“ nach DIN 19215 und ISO 5167 definiert.

Das Venturi-Prinzip wird zur Messung derStrömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten und Gasen angewendet, sieheVenturi-Durchflussmessung. Das Bild im AbschnittWirkprinzip zeigt ein sich verengendes Glasrohr mit von rechts einströmenderLuft. DerenDruck ist dort am geringsten, wo der Querschnitt des Rohres am engsten bzw. die Strömungsgeschwindigkeit am höchsten ist. Das Manometer misst die statischen Drücke vor und in der Verengung, deren Differenz von der Strömungsgeschwindigkeit und derLuftdichte abhängt.
Der Durchfluss imVenturi-Rohr mit kritischer Strömung (en. „critical flow Venturi“, „sonic nozzles“) erreicht im Bereich des Punktes mit dem geringsten Durchmesser Überschallströmung, siehe auchLavaldüse. Der Massendurchfluss ist direkt proportional zum Eingangsdruck. Diese Anordnung kann als präziser Standard für Durchflussmengen oder als Messgerät eingesetzt werden. Es gibt eine Norm ISO 9300 für diese Düsen.

Eine weitere Anwendung findet sich im Motorenbau. Um einenVerbrennungsmotor mit gasförmigem (Autogas bzw.Erdgas) oder flüssigemBrennstoff (z. B.Benzin) zu betreiben, muss dieser mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft alsOxidationsmittel vermischt werden. Das Gas wird dabei in einer Venturi-Düse vor derDrosselklappe in der richtigen Menge in den angesaugten Luftstrom eingemischt (Vergaser).

Das Venturi-Rohr war eines der ersten Geräte in der Motorfliegerei, mit dem man Unterdruck erzeugen konnte. Der Doppeltrichter war am Flugzeugrumpf so montiert, dass er genau in der Abströmrichtung des Propellers lag. Mit Hilfe des im Rohr erzeugten Unterdrucks konnten dann dieKreiselinstrumente wieKreiselkompass (Gyro),künstlicher Horizont undWendezeiger betrieben werden. In den Anfängen der Fliegerei wurde das Venturi-Rohr auch versuchsweise direkt als Fahrtmesser verwendet.

Das Venturi-Rohr hat für die Fliegerei einen entscheidenden Nachteil. Die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft führt zu einer stärkeren Abkühlung derselben. Daher neigt das System sehr leicht zur Vereisung (siehe auchVergaservereisung). Dieses hat dazu geführt, dass Venturi-Rohre heute in der Fliegerei, außer bei Oldtimern, nicht mehr verwendet werden. Sie sind durch die Suction-Pump (deutschUnterdruckpumpe) bzw. dasPitotrohr ersetzt worden. Der Wendezeiger wird heute meist von einem Gleichstrommotor angetrieben, um bei Ausfall der Suction-Pump und damit des künstlichen Horizonts weiter korrekt anzuzeigen.

AlsDekantierausguss für Weinflaschen findet das Venturi-Rohr zur Geschmacksverbesserung vonRotwein Verwendung. Das System ist ein spezieller Ausguss, der auf den Flaschenhals aufgesetzt wird. Eine Einschnürung im System vergrößert die Fließgeschwindigkeit des Weines. Durch den dabei erzeugtenUnterdruck gegenüber der Umgebungsluft wird Luft durch einen Kanal an der engsten Stelle des Ausgusses angesaugt und unter die Flüssigkeit gemischt; es kommt zu einem Druckausgleich mit Blasenbildung. Die hierbei entstehende Vergrößerung der Oberflächen erleichtert die Entfaltung von Geschmacks- undAromastoffen.

BeiPflanzenschutzgeräten werden Venturi-Düsen eingesetzt, um dieAbdrift der Tropfen zu verringern. Hierbei wird der Spritzbrühe Luft beigemischt, um die Tropfen größer werden zu lassen.

BeiLuftschleieranlagen kann der Schleier gleichmäßig über die gesamte Breite der Anlage verteilt werden, indem man den Luftstrom durch einen engen Spalt lenkt.

In derAbgasreinigung werden Venturi-Rohre zur gemeinsamen Abscheidung von gas- und partikelförmigen Schadstoffen eingesetzt.^[1] In oder kurz vor der Querschnittsverengung wird Waschflüssigkeit zugegeben und durch die hohe Gasgeschwindigkeit vernebelt.^[2] Venturiwäscher sind in der Lage, Partikel deutlich kleiner als 1 µm abzuscheiden.

Aus Bernoulli-Gleichung:

${\displaystyle \frac{w_1^2\rho }{2}+p_1+\rho g{z}_1=\frac{w_2^2\rho }{2}+p_2+\rho g{z}_2}$

mit

${\displaystyle z_1-z_2=h}$

${\displaystyle p_1-p_2=\mathrm{\Delta }p}$

folgt

${\displaystyle \mathrm{\Delta }p+\rho gh=\frac{1}{2}\rho (w_2^2-w_1^2)=\frac{1}{2}\rho w_2^2\left(1-\frac{w_1^2}{w_2^2}\right)}$

Aufgrund der Massenerhaltung nach demKontinuitätsgesetz

${\displaystyle w_1{A}_1=w_2{A}_2}$

${\displaystyle w_1=\frac{A_2}{A_1}{w}_2}$

gilt weiterhin

${\displaystyle \mathrm{\Delta }p+\rho gh=\frac{1}{2}\rho w_2^2\left(1-{\left[\frac{A_2}{A_1}\right]}^2\right)}$

${\displaystyle w_2=\sqrt{\frac{2(\mathrm{\Delta }p+\rho gh)}{\rho \left(1-{\left[\frac{A_2}{A_1}\right]}^2\right)}}}$

Damit ergibt sich der Massenstrom im Venturi-Rohr zu

${\displaystyle \dot{m}=\rho A_2{w}_2=\rho \frac{A_2}{\sqrt{1-{\left(\frac{A_2}{A_1}\right)}^2}}\sqrt{\frac{2}{\rho }(\mathrm{\Delta }p+\rho gh)}}$

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• Dieter Schulz, Weisweiler:Laborversuch Volumenstrommessung in der Saugleitung eines Radialgebläses. Labor für Strömungstechnik, FH Friedberg.
• Ernst Götsch:Luftfahrzeug-Technik. 4. Auflage. Motorbuch, Stuttgart 2005,ISBN 3-613-02006-8.
• Jeppesen Sanderson (Hrsg.):Privat Pilot Manual. Jeppesen Sanderson, Englewood 1997,ISBN 0-88487-238-6.
• Wolfgang Kühr:Technik I. Schiffmann, Bergisch Gladbach 1989,ISBN 3-921270-05-7 (Der Privatflugzeugführer. Band 1).

Commons: Venturi-Effekt – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Uni Würzburg: Arbeitsweise einer Venturi-Düse (MPG; 413 kB)
• 3D-Animation des Differenzdruck-Durchfluss-Messprinzips für Blende – Düse – Venturi auf YouTube
• Animated Demonstration of Bernoulli's Principle (Memento vom 4. Dezember 2003 imInternet Archive) (englisch)
• Venturi Tube Simulation (englisch, Java erforderlich)

1. ↑VDI 3679 Blatt 1:2014-07Nassabscheider; Grundlagen, Abgasreinigung von partikelförmigen Stoffen (Wet separators; Fundamentals, waste gas cleaning of particle collections). Beuth Verlag, Berlin. S. 40.
2. ↑Hans Güntheroth:Venturi-Scrubber zur Abscheidung von Rauch, Nebeln und Aerosolen. In:Staub: Zeitschrift für Staubhygiene, Staubtechnik, Reinhaltung der Luft, Radioaktive Schwebestoffe. 21, Nr. 9, 1961, S. 430–434.

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