LA SINTESI FINALE
LA MECCANICA DEI FLUIDI
Per poter fare un'efficace sintesi di questo blog è necessario presentare in primo luogo la meccanica dei fluidi [STEP #4]. Questa branca della fisica, che studia appunto il moto di liquidi e gas, è stata fin dall'antichità al centro delle attenzioni degli studiosi. Già Talete e Anassimene riconoscevano nell'acqua e nell'aria la base della materia. Tuttavia il primo ad applicare alla materia un metodo più scientifico che filosofico fu Archimede, figura che è stata tramandata unendo storia e leggenda [STEP #7] [STEP #18]. Dopo un periodo di poche scoperte scientifiche che durò fino alla fine del Medioevo, lo studio dei fluidi fu riscoperto durante il Rinascimento grazie a ricercatori come Benedetti, Stevin e Torricelli, per poi diventare uno dei principali rami della fisica grazie ad altri grandi studiosi come Pascal, Boyle e Bernoulli, al quale dobbiamo la fondamentale equazione di Bernoulli [STEP #5]. Ed è proprio su questa equazione che si basa l'effetto Venturi, dimostrato dal fisico nostrano Giovanni Battista Venturi [STEP #9]. Il venturimetro funziona grazie a questo pivotale risultato, ma sarà inventato solo un secolo più tardi dall'ingegnere Clemens Herschel [STEP #9]. Tutte queste relazioni sono trattate nel post sulla tassonomia [STEP #14].
IL VENTURIMETRO
Il tubo di venturi, trattato in dettaglio allo [STEP #1], è uno strumento largamente utilizzato nella misurazione della portata di condotti ed è quindi di fondamentale rilievo in ambiti quali la produzione e la raffinazione di petrolio, il trattamento e la distribuzione di liquidi e gas e nell'industria chimica. Fra i maggiori costruttori di venturimetri ricordiamo la Kaifeng Instrument Co., Ltd., la Euromisure e la Builders Iron Foundry, responsabile anche di molte innovazioni dello strumento [STEP #10] [STEP #11] [STEP #20]. Ad essere sinceri, è uno strumento molto semplice da realizzare e da utilizzare; in effetti basta osservare la sua anatomia [STEP #16] per notare come siano necessarie pochissime componenti: un venturimetro classico consiste infatti in un tratto a sezione convergente, in un tratto a sezione costante, in un tratto a sezione divergente e in due manometri che misurano la differenza di pressione [STEP #3]. Questa struttura è anche ripresa dal simbolo che lo rappresenta all'interno dei PFD (process flow diagrams), come potrete constatare leggendo lo [STEP #6].
APPLICAZIONI
Come visto nel primo paragrafo, la realizzazione del primo venturimetro avvenne molti anni dopo la sua teorizzazione (Il suo brevetto è stato infatti rilasciato solamente nel 1888 [STEP #17]). L'urbanizzazione dovuta alla seconda rivoluzione industriale richiese metodi più efficienti per controllare le riserve acquifere (tanto che lo stesso Clemens Herschel fu assunto come responsabile della fornitura d'acqua per Newark) e il tubo di venturi si prestava come strumento più adatto. Inoltre la realizzazione del convertitore Bessemer e del forno Martin-Siemens permise un abbassamento del prezzo di produzione dell'acciaio e un conseguente aumento delle sue applicazioni, anche in idraulica, rendendo anche meno cara l'installazione dei venturimetri in acciaio [STEP #8] [STEP #26].
Ma il tubo di venturi è stato anche usato sugli aerei. Anche se oggi si utilizzano strumenti più aerodinamici, più leggeri e meno ingombranti come il tubo di Pitot, durante il secolo scorso non era raro trovare su aerei di piccola taglia come il Cessna o gli aerei dell'areonautica militare piccoli venturimetri adibiti alla misurazione della velocità in volo. E' possibile osservarne uno nel film "Il barone rosso" del 1971 [STEP #12].
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