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Eine Venturi-Düse (auch Venturi-Rohr, nach Giovanni Battista Venturi) besteht aus einem glattwandigen Rohrstück mit zwei gegeneinander gerichteten Konen, die sich in der Mitte, beim geringsten Durchmesser, vereinen. Das Venturi-Rohr erzeugt ohne zusätzliche aktive Motoreinwirkung einen Unterdruck und eine Erhöhung der Fließgeschwindigkeit an der engsten Stelle des Rohres. Der Unterdruck findet in verschiedenen Systemen weitere Verwendung.

Inhaltsverzeichnis 1 Arbeitsprinzip 2 Beispiele für Venturi-Düsen 2.1 Wasserstrahlpumpen 2.2 Vergaser 2.3 Dekantierausguss für Weinflaschen 2.4 Luftfahrt 3 Literatur 4 Weblinks 5 Siehe auch

Arbeitsprinzip

Wenn die Düse von Flüssigkeiten oder Gasen (Fluide) durchströmt wird, verändert sich der im Rohr bzw. im Gas herrschende Druck gemäß dem Gesetz von Bernoulli. An der engsten Stelle des Rohres ist der dynamische Druck (Staudruck) maximal und der statische Druck (Ruhedruck) minimal. Die Geschwindigkeit der fließenden Luft (Flüssigkeit) steigt im Verhältnis der Querschnitte beim Durchströmen des eingeschnürten Teils an, weil überall dieselbe Menge durchfließt. Gleichzeitig sinkt der Druck im Abnahmerohr, das genau im engen Teil sitzt. Damit entsteht auf sehr effektive Art ohne weitere Motorkraft ein Vakuum, das dann in verschiedenen Messgeräten oder zum Ansaugen von Flüssigkeiten oder Gasen benutzt wird.

Beispiele für Venturi-Düsen

Venturi-Düsen finden sich heute in der Technik in einer Vielzahl von Anwendungen, da sie wartungsarm und kostengünstig arbeiten. Sie werden in der Aquarientechnik als Abschäumer verwendet ebenso wie in der Chemie als sogenannte Venturi-Injektoren, um Gase in Flüssigkeiten aufzulösen oder als Messgeräte für Strömungsgeschwindigkeiten von Gasen oder Flüssigkeiten. Im Folgenden sollen beispielhaft einige Anwendungen dargestellt werden.

Wasserstrahlpumpen

Bei Wasserstrahlpumpen wird der Venturi-Effekt zur Erzeugung von Vakuum benutzt. Dieses von Bunsen entwickelte Gerät wird heute aus Gründen des Umweltschutzes (hoher Wasserverbrauch, hoher Geräuschpegel, Belastung des Abwassers mit Schadstoffen) zunehmend durch elektrisch betriebene Vakuumpumpen ersetzt.

Vergaser

Eine weitere Anwendung findet sich im Motorenbau. Um einen Verbrennungsmotor mit gasförmigem (Autogas bzw. Erdgas) oder flüssigem Brennstoff (zB. Benzin oder Diesel) zu betreiben, muss dieser mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft als Oxidationsmittel vermischt werden. Das Gas wird dabei in einer Venturi-Düse vor der Drosselklappe in der richtigen Menge in den angesaugten Luftstrom eingemischt (Vergaser).

Dekantierausguss für Weinflaschen

Als Ausguss für Weinflaschen findet das Venturi–Rohr zur Geschmacksverbesserung von Rotwein 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 erzeugten Unterdruck gegenüber der Umgebungsluft wird Luft durch einen Kanal an der engsten Stelle des Ausgusses angesogen und unter die Flüssigkeit gemischt. Es kommt zu einem Druckausgleich mit Blasenbildung. Die hierbei entstehende Vergrößerung der Oberflächen erleichtert die Entfaltung von Geschmacks- und Aromastoffen (siehe dazu auch die Diskussion:Venturi-Düse).

Luftfahrt

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 Anströmrichtung des Propellers lag. Mit Hilfe des im Rohr erzeugten Unterdrucks konnten dann die Kreiselinstrumente betrieben werden. In den Anfängen der Fliegerei wurde das Venturirohr auch direkt als Fahrtmesser verwendet.

Mit Vakuum können die Kreisel in folgenden Instrumenten laufen:

Gyro, künstlicher Horizont und Wendezeiger

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 auch Vergaservereisung). Dieses hat dazu geführt, dass Venturi-Rohre heute in der Fliegerei, außer bei Oldtimern nicht mehr verwendet werden. Sie sind durch die Suction-Pump (dtsch. Unterdruckpumpe) 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.

Literatur

• Dieter Schulz, Prof.Dr.Ing. Weisweiler, Labor für Strömungstechnik FH Friedberg - Laborversuch Volumenstrommessung in der Saugleitung eines Radialgebläses
• Ernst Götsch - Luftfahrzeug-Technik, 3. Auflage 2003, ISBN 3-613-02006-8
• Jeppesen Sanderson - Privat Pilot Manual 2001, ISBN 0-88487-238-6
• Wolfgang Kühr - Der Privatflugzeugführer, Technik I, Band 1 1981, ISBN 3-921270-05-7

Weblinks

• Bild eines Versuchsaufbaus
• Animated Demonstration of Bernoulli's Principle

Siehe auch

• Pitotrohr
• Pitot-Statik-System
• Fluiddynamik
• Flaschenhals
• Labor
• Navigation
• Venturirohr

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