Come calcolare la misura della velocità delle correnti in pressione

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

In commercio esistono differenti strumenti atti a determinare velocitá e portata di correnti fluide, poiché le applicazioni pratiche di tale nozione sono molteplici. Allo stesso tempo occorre tenere presente che in fase di misurazione e a seconda dello scopo, le variabili da prendere in considerazione sono svariate: dalle caratteristiche del fluido, alla tipologia di moto, alla finalitá della misurazione, tanto per fare qualche esempio. In questa guida vedremo dunque come calcolare la misura della velocità delle correnti in pressione, analizzando i principali dispositivi a nostra disposizione.

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Uno dei metodi piú semplici consiste nel misurare la velocitá locale delle correnti in pressione in piú punti. Data V la velocitá e D il diametro del condotto, il numero di Reynolds (Re) ci fornisce indicazioni in merito alla tipologia del moto, distinguendolo in laminare o turbolento. Effettuando una serie di rilevazioni lungo il percorso, si puó calcolare la velocitá media del fluido, ottenendo un numero vettoriale, determinato pertanto da modulo, direzione e verso.

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La misura delle velocità all'interno di condotte è generalmente eseguita utilizzando un Venturimetro (tubo di Venturi), uno strumento avente forma conica che serve ad abbattere la pressione del fluido proprio grazie alla sua sezione di passaggio ristretta. Viene anche detto Deprimenogeno, in quanto il fluido viene fatto passare attraverso uno strozzamento, dove subisce variazioni di velocitá e pressione; tale depressione consente di misurare la portata del flusso e determinarne la velocitá applicando l’equazione di Bernoulli. Boccaglio e diaframma sono anch’essi dispositivi dal principio di funzionamento simile al tubo di Venturi.

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Nello schema a lato viene riportato un diaframma di tipo unificato. Sono dati i valori del coefficiente Cq in funzione del numero di Reynolds per diversi valori nel rapporto di strozzamento m = (D / d) alla seconda. Gli strumenti elettromagnetici impiegati nel calcolo si basano sulla legge di Faraday, nella quale si postula che il conduttore in movimento induce, rispetto al campo magnetico, una tensione proporzionale alla velocità del flusso.

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L’anemometro a filo caldo è uno strumento elettrico costituito da una sonda provvista di un filamento in tungsteno o platino, che viene immerso nella corrente della quale occorre misurare la velocitá (V). Quest’ultima puó essere determinata per effetto Joule col metodo a temperatura costante (Tf: temperatura del filo costante) o col metodo a corrente costante (I: intensitá di corrente costante) attraverso la misurazione della resistenza (RE), ossia la sua temperatura.

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L’anemometro o velocimetro laser Doppler (LDA o LDV) è uno strumento ottico che misura la velocitá di particelle traccianti, dotate della stessa velocità V della corrente che attraversano. Confrontando la frequenza di 2 fasci emessi da un raggio laser, si determina uno spostamento in frequenza direttamente proporzionale alla velocitá della particella, V che è uguale a quella del fluido. Il tubo di Pitot, infine, è uno strumento meccanico, adatto all’uopo quando del fluido è nota la direzione. Il suo funzionamento si basa sul principio di Bernoulli, pertanto la velocitá altro non è che la pressione differenziale Dp, risultante dalla differenza fra pressione totale e pressione statica.

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