Post Temático: El efecto Venturi en el funcionamiento de un Carburador

Voy a saltarme las demostraciones creo que escanearé las hojas y las subiré a www.elrinconde.com (en cuanto haga mi index, claro).

Para saber qué es el Efecto Venturi necesitamos dos cosas. El Principio de Continuidad de masa y el Principio de Bernoulli que podeis encontrar enunciados en sus respectivos enlaces. Básicamente se concretan, cada uno, en estas dos fórmulitas:

Continuidad de masa:

Bernoulli:

S = Superficie, v = velocidad, p = presión, d = densidad, g = aceleración de la gravedad terrestre.

Debemos tener en cuenta que el efecto venturi se puede aplicar a fluidos en las siguientes condiciones

1. El fluido no es viscoso, por lo que el rozamiento consigo mismo es despreciable.(Esto descarta la plastilina, pero nos apunta en la dirección del agua o el aire, por ejemplo).
2. El caudal es constante. Es decir, la velocidad del fluido en un punto es constante.
3. El fluido es incompresible. Es decir, su densidad es constante.
4. La ecuación se aplica a lo largo de una línea de corriente. Es decir, el fluido se presupone irrotacional, es decir, el momento angular del fluido es nulo en cada punto. (No se forman torbellinos).

En estas condiciones (creo que ocurre siempre, pero no estoy seguro), la constante de la ecuación de Bernoulli es la misma para el mismo fluido en el punto uno y en el punto 2. Por tanto, igualando y despejando (no es tan simple como sustituir y despejar, pero me alargaría demasiado, podéis ver parte del “razonamiento” en los escaneos del final), obtenemos la siguiente relación:

Que nos indica que si la presión en el punto uno es mayor que en el punto dos entonces la velocidad en el punto uno es menor que en el punto dos. Es decir:

Y esta tontería es el efecto Venturi. ¿Qué lo hace tan importante? Sus aplicaciones.

En mecánica, este efecto se utiliza a través del difusor para crear la mezcla de aire y combustible dentro del carburador. Veamos cómo:

Una parte del carburador es el difusor. Como veis en la imagen, en el difusor se produce un flujo de aire en sentido ascendente . El aire no sube por arte de magia, en realidad entra por la succión que provocan los pistones dentro del cilindro durante la fase de admisión (pa' que nos entendamos: “cuando están pa'bajo”).

A medida que sube, se va produciendo un estrechamiento y esto hace que aumente su velocidad (sigue entrando la misma cantidad de aire por abajo, pero ahora tiene menos espacio para pasar, por lo que tiene que hacerlo más rápido). Su velocidad se hará máxima justo en el punto más estrecho y, a partir de él, disminuirá.

Aquí es donde el efecto Venturi entra en acción. Fijaos que el tubito de la gasofa termina justo en el punto de máxima estrechez. Esto no es casualidad. En ese punto, como ya he dicho, la velocidad es máxima y (por Venturi) la presión será mínima. De hecho, el tamaño del tubo y el diseño del estrechamiento hacen que dicha presión sea negativa, produciéndose una fuerte succión del combustible hacia arriba y, por tanto, la consecuente mezcla con el aire. Así funciona un Difusor y ese es el “porqué”.

Podríamos pensar que el efecto Venturi sólo sirve para esto (chupar), pero tiene muchas más aplicaciones como, por ejemplo, las siguientes:

• Si echamos un paquete de Mentos en una botella de cocacola la presión del interior aumentará por encima de la del exterior, por lo tanto, la velocidad del fluido fuera será mayor cuanto mayor sea la diferencia de presión creada. Es decir, el chorro llegará más alto si hay Borrasca o estás en la cima del Everest (bajas presiones atmosféricas) que si hay Anticiclón (altas presiones atmosféricas).

• Una aplicación algo más seria es... La Aeronáutica. El efecto Venturi es, básicamente, lo que mantiene a un avión en el aire. Las alas tienen una forma determinada que hace que el aire que va por debajo vaya a menos velocidad que el que va por arriba, eso provoca más presión debajo que arriba y así el avión no se cae. Fácil, ¿no?

• Gracias a este efecto se mantienen los Fórmula 1 pegados al suelo cuando toman curvas a gran velocidad. El sistema que utilizan también se llama, curiosamente, difusor y se encarga de realizar la función contraria a las alas de un avión. El difusor provoca que el aire que va por encima circule más despacio que el que va por debajo y así la presión que hay por encima es mayor, aumentando el rozamiento con el suelo y, por lo tanto, la adherencia.

• Combinado con el efecto “Joule-Thomson” que, visto muy muy muy muy muy por encima, dice que “la temperatura de un gas desciende si se lo somete a un descenso de presión”, obtenemos una serie de buenas ideas para refrigerar/calentar cosas. Los Aires acondicionados funcionan combinando ambos efectos: Aire a gran velocidad = poca presión = aire frío.
  

En realidad, la mayoría de los sistemas de refrigeración se basan directa o indirectamente en el efecto Venturi combinado con el de Joule-Thomson. Los ventiladores del PC, la refrigeración líquida, el aire acondicionado del coche, la forma de los disipadores de calor, las alas de los aviones, las altas velocidades de un Fórmula 1 y el difusor de un motor... todos tienen un punto en común: Venturi.

1 2 3 (Aviso que no soy ningún genio, he seguido las indicaciones de un par de páginas)