domenica 18 ottobre 2020

Step 5: L'equazione di Bernoulli

Come già detto, il venturimetro sfrutta l'equazione di Bernoulli. Prima di spiegare come funzioni il tubo di Venturi ritengo dunque necessario presentare questo importantissimo principio.


Fonte Wikipedia








L'equazione di Bernoulli è valida solamente per i fluidi ideali, non viscosi, incomprimibili e stazionari. Infatti sotto queste condizioni si può applicare il principio di conservazione dell'energia:

dL + dE = 0
dm*g*∆h + ∆p*dV + (1/2)*dm*∆vˆ2 = 0
ρ g*∆h + ∆p + (1/2)*ρ*∆vˆ2 = 0
e quindi
ρ g*h + p + (1/2)*ρ*vˆ2 = costante
che è il teorema di Bernoulli
(dove ρ è la densità del fluido, p è la pressione, h è la quota del tubo e v è la velocità)

Il venturimetro sfrutta il caso particolare in cui h è costante, detto effetto Venturi, e quindi l'equazione si riduce a 
 p + (1/2)*ρ*vˆ2 = costante
Che unita alla relazione che unisce velocità e portata Q=A*v=costante permette di ricavare il risultato


                                                            

che rende possibile calcolare la portata Q di un fluido conoscendo la geometria del tubo e la pressione nella gola e nell'inlet cone (che conosciamo grazie al manometro collegato nei due punti). 

Fra gli altri strumenti che sfruttano l'effetto Venturi non possiamo non citare il tubo di Pitot, inventato dall'ingegnere francese Henri Pitot all'inizio del XVIII secolo. 
Esso consiste in due prese di pressione, una all'estremità anteriore disposta tangenzialmente alla corrente (presa totale) e una sul corpo disposta perpendicolarmente al flusso (presa statica). La differenza fra le due pressioni misurate, detta pressione dinamica,  è direttamente proporzionale al quadrato della velocità, che è quindi facilmente ricavabile. Il tubo di Pitot è spesso utilizzato per misurare la portata di un gas ed è quindi collocato su tutti gli aeroplani e in automobilismo.

un tubo di Pitot fissato sul ventre di un NH-90

 

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