Venturi Debi Hesaplama

Venturi ile debi nasıl ölçülür?

Venturimetre, borunun kesitini yavaşça daraltıp yeniden genişleten bir ölçme elemanıdır. Daralan kesitte (boğazda) akış hızlanır ve Bernoulli denklemine göre basınç düşer. Giriş ile boğaz arasındaki basınç farkı ölçülür, debi bu farktan hesaplanır: Q = Cd × A2 × √(2 × Δp / (ρ × (1 − β⁴))). Burada A2 boğaz alanı, β boğaz çapının boru çapına oranı, Cd boşaltma katsayısıdır.

Formül nereden gelir?

Süreklilik denklemi iki kesitteki hızları bağlar: v1 × A1 = v2 × A2. Bernoulli denklemi basınç farkını hızların karelerine bağlar: p1 − p2 = ρ × (v2² − v1²) / 2. İkisi birleştirilince yukarıdaki bağıntı çıkar. Gerçek akıştaki küçük sürtünme kaybı Cd katsayısıyla karşılanır.

Örnek

100 mm boruda boğaz çapı 50 mm, su için okunan basınç farkı 20 kPa. β = 0.5 ve 1 − β⁴ = 0.9375 olur. Kuramsal boğaz hızı √(40 000 / 937.5) = 6.53 m/s çıkar. Cd = 0.98 ile debi 0.98 × 0.001963 × 6.53 = 0.01257 m³/s, yani saniyede 12.6 litredir.

Sınırlar

Hesap sıkıştırılamaz akış ve tam dolu boru içindir. Boşaltma katsayısı ölçere özgüdür: verilen 0.98 yaklaşık bir değerdir. Gaz ölçümünde genleşme katsayısı, ticari ölçümde ISO 5167 gerekir. Boğazda kavitasyon olursa sonuç geçersizdir.