Funcionamento e Aplicações do Tubo de Venturi

Já estudamos anteriormente os detalhes da Equação de Bernoulli (veja a matéria aqui). Vimos que esta é utilizada para descrever o movimento de um fluido ao longo de um escoamento qualquer. Utilizando esta mesma equação, vamos estudar neste artigo o tubo de Venturi, explicando sobre o seu funcionamento e demonstrando também algumas de suas aplicações.

O tubo de Venturi é um equipamento desenvolvido por Giovanni Batista Venturi que pode ser utilizado para medir a velocidade de um escoamento e também a vazão de um fluido, baseado na diferença de pressão provocada por diferentes áreas de seção transversal da tubulação.

Veja na imagem um exemplo esquemático de um tubo de Venturi:

O funcionamento do tubo, como mencionado acima, ocorre devido à diferença de seção transversal. Observando a imagem, percebemos que a região central do tubo é menor que as demais. Desta forma, a velocidade do escoamento ao longo da região central do tubo será maior, o que resultará em um menor campo de pressão, devido a conservação da energia do sistema. Sendo assim, a diferença de pressão é registrada pela diferença de altura de coluna de líquido ao longo de um tubo em U. Esta diferença é utilizada para determinar a velocidade e vazão do escoamento.

Considerando que o tubo não possui diferenças de elevação, podemos escrever a Equação de Bernoulli da seguinte forma:

Portanto, vamos considerar que a região 1 seja a de maior área de seção transversal, e que a região 2 seja a região central do tubo, que apresenta a menor área. Da equação da continuidade, podemos afirmar que para uma mesma vazão, quanto menor a área, maior a velocidade do escoamento. Assim, concluímos que a velocidade na região 2 é maior. Com isso, o único modo de manter a igualdade na Equação de Bernoulli acima é a diminuição da pressão na região central. Esta diferença de pressão é utilizada para a determinação da velocidade e vazão do escoamento.

A transformação dos valores da diferença de velocidade em queda de pressão não será demonstrada pois foge a necessidade dos estudos. O importante é entender o funcionamento do tubo e verificar uma importante aplicação prática da Equação de Bernoulli.

Aplicações Práticas do Venturi

As aplicações do tubo de Venturi são as mais variadas. Daremos a seguir alguns exemplos. Em carros antigos, existe um equipamento denominado carburador, responsável por realizar a mistura entre ar e combustível nos veículos. A aspiração do ar é realizada por um tubo de Venturi, transformando uma pequena velocidade do ar externa em uma velocidade interna elevada.

Outro exemplo interessante são os aerógrafos. Os aerógrafos são equipamentos utilizados para pintura que lançam uma mistura de tinta e ar através do Venturi. Impulsionado por um compressor, o ar passa rapidamente pela pistola de pintura. A tinta, normalmente posicionada acima da pistola escoa devido à diferença de pressão causada pelo aumento da velocidade do ar, que se misturam e são lançados pela pistola de pintura.

Há também o uso do tubo em como injetor de adubo no agronegócio, sendo comercializado em várias lojas de produtos agrícolas e afins (confira um modelo aqui).

Podemos utilizar outros diversos exemplos, envolvendo vários assuntos e inclusive o próprio corpo humano. No entanto, o importante é explicar o funcionamento deste equipamento e princípio, utilizando uma das principais equação da mecânica dos fluidos!

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