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Introduzione
Nel capitolo precedente è stato dimostrato che è possibile ottenere facilmente situazioni matematiche esatte per le forze esercitate dai fluidi in riposo. Questo perché nell'idrostatica sono coinvolte solo semplici forze di pressione. Quando si considera un fluido in movimento, il problema dell'analisi diventa subito molto più difficile. Non bisogna prendere in considerazione solo l'entità e la direzione della velocità delle particelle, ma c'è anche la complessa influenza della viscosità che causa uno stress di taglio o attrito tra le particelle del fluido in movimento e ai confini del contenitore. Il movimento relativo possibile tra diversi elementi del corpo fluido fa sì che la pressione e lo sforzo di taglio varino notevolmente da un punto all'altro a seconda delle condizioni di flusso. A causa della complessità associata al fenomeno del flusso, un'analisi matematica precisa è possibile solo in pochi casi, per lo più impraticabili dal punto di vista ingegneristico. È quindi necessario risolvere i problemi di flusso o mediante sperimentazione, oppure realizzando alcune ipotesi semplificatrici sufficienti per ottenere una soluzione teorica. I due approcci non si escludono a vicenda, poiché le leggi fondamentali della meccanica sono sempre valide e consentono di adottare metodi parzialmente teorici in alcuni casi importanti. Inoltre è importante accertare sperimentalmente l'entità della deviazione dalle condizioni reali conseguente ad un'analisi semplificata.
L'ipotesi semplificatrice più comune è che il fluido sia ideale o perfetto, eliminando così i complicati effetti viscosi. Questa è la base dell'idrodinamica classica, un ramo della matematica applicata che ha ricevuto l'attenzione di eminenti studiosi come Stokes, Rayleigh, Rankine, Kelvin e Lamb. Ci sono serie limitazioni intrinseche alla teoria classica, ma poiché l’acqua ha una viscosità relativamente bassa, si comporta come un fluido reale in molte situazioni. Per questa ragione, l’idrodinamica classica può essere considerata come una valida base per lo studio delle caratteristiche del movimento dei fluidi. Il presente capitolo riguarda la dinamica fondamentale del movimento dei fluidi e funge da introduzione di base ai capitoli successivi che trattano i problemi più specifici incontrati nell'idraulica dell'ingegneria civile. Vengono derivate le tre importanti equazioni di base del movimento dei fluidi, vale a dire le equazioni di continuità, di Bernoulli e della quantità di moto, e viene spiegato il loro significato. Successivamente vengono considerati i limiti della teoria classica e descritto il comportamento di un fluido reale. Si presuppone che si tratti di un fluido incomprimibile.
Tipi di flusso
I vari tipi di movimento dei fluidi possono essere classificati come segue:
1.Turbulento e laminare
2.Rotazionale e irrotazionale
3.Stabile e instabile
4.Uniforme e non uniforme.
Pompa sommergibile per acque luride
Pompe a flusso assiale serie MVS Le pompe a flusso misto serie AVS (pompa sommergibile per acque luride a flusso assiale verticale e flusso misto) sono produzioni moderne progettate con successo mediante l'adozione di tecnologie moderne straniere. La capacità delle nuove pompe è maggiore del 20% rispetto a quelle vecchie. L'efficienza è superiore del 3~5% rispetto a quelle precedenti.
Flusso turbolento e laminare.
Questi termini descrivono la natura fisica del flusso.
Nel flusso turbolento, la progressione delle particelle del fluido è irregolare e vi è uno scambio di posizione apparentemente casuale. Le singole particelle sono soggette a trans fluttuanti. velocità verse in modo che il movimento sia vorticoso e sinuoso anziché rettilineo. Se il colorante viene iniettato ad un certo punto, si diffonderà rapidamente attraverso il flusso. Nel caso del flusso turbolento in un tubo, ad esempio, una registrazione istantanea della velocità in una sezione rivelerebbe una distribuzione approssimativa come mostrato nella Figura 1 (a). La velocità stazionaria, come verrebbe registrata dai normali strumenti di misura, è indicata in linee tratteggiate, ed è evidente che il flusso turbolento è caratterizzato da una velocità fluttuante instabile sovrapposta ad una media temporale stazionaria.
Fig.1 (a) Flusso turbolento
Fig.1 (b) Flusso laminare
Nel flusso laminare tutte le particelle del fluido procedono lungo percorsi paralleli e non esiste una componente trasversale della velocità. La progressione ordinata è tale che ogni particella segue esattamente il percorso della particella che la precede senza alcuna deviazione. Così un sottile filamento di colorante rimarrà tale senza diffusione. C'è un gradiente di velocità trasversale molto maggiore nel flusso laminare (Fig.1b) che nel flusso turbolento. Ad esempio, per un tubo, il rapporto tra la velocità media V e la velocità massima V max è 0,5 con flusso turbolento e 0 ,05 con flusso laminare.
Il flusso laminare è associato a basse velocità e fluidi viscosi e lenti. Nelle tubazioni e nell'idraulica a canale aperto, le velocità sono quasi sempre sufficientemente elevate da garantire un flusso turbolento, sebbene un sottile strato laminare persista in prossimità di un confine solido. Le leggi del flusso laminare sono pienamente comprese e per semplici condizioni al contorno la distribuzione della velocità può essere analizzata matematicamente. A causa della sua natura pulsante e irregolare, il flusso turbolento ha sfidato una rigorosa trattazione matematica e, per la soluzione di problemi pratici, è necessario fare affidamento in gran parte su relazioni empiriche o semiempiriche.
Pompa antincendio a turbina verticale
N. modello: XBC-VTP
Le pompe antincendio verticali ad albero lungo della serie XBC-VTP sono una serie di pompe con diffusori multistadio monostadio, prodotte in conformità con l'ultima norma nazionale GB6245-2006. Abbiamo anche migliorato il design facendo riferimento allo standard della United States Fire Protection Association. Viene utilizzato principalmente per la fornitura di acqua antincendio nei settori petrolchimico, del gas naturale, delle centrali elettriche, dei tessili di cotone, dei moli, dell'aviazione, dei magazzini, dei grattacieli e di altri settori. Può applicarsi anche a navi, cisterne marittime, navi antincendio e altre occasioni di rifornimento.
Flusso rotazionale e irrotazionale.
Il flusso si dice rotatorio se ciascuna particella del fluido ha una velocità angolare attorno al proprio centro di massa.
La Figura 2a mostra una tipica distribuzione della velocità associata al flusso turbolento oltre un confine rettilineo. A causa della distribuzione non uniforme della velocità, una particella con i suoi due assi originariamente perpendicolari subisce una deformazione con un piccolo grado di rotazione. Nella Figura 2a, il flusso è circolare
viene rappresentato il percorso, con la velocità direttamente proporzionale al raggio. I due assi della particella ruotano nella stessa direzione in modo che il flusso sia nuovamente rotatorio.
Fig.2 (a) Flusso rotazionale
Affinché il flusso sia irrotazionale, la distribuzione della velocità adiacente al confine rettilineo deve essere uniforme (Fig.2b). Nel caso di un flusso circolare si può dimostrare che il flusso irrotazionale esiste solo a condizione che la velocità sia inversamente proporzionale al raggio. Ad un primo sguardo alla Figura 3, ciò appare errato, ma un esame più attento rivela che i due assi ruotano in direzioni opposte per cui si ha un effetto compensativo che produce un orientamento medio degli assi invariato rispetto allo stato iniziale.
Fig.2 (b) Flusso irrotazionale
Poiché tutti i fluidi possiedono viscosità, il minimo di un fluido reale non è mai veramente irrorato e il flusso laminare è ovviamente altamente rotazionale. Pertanto il flusso irrotazionale è una condizione ipotetica che sarebbe di interesse solo accademico se non fosse per il fatto che in molti casi di flusso turbolento le caratteristiche rotazionali sono così insignificanti da poter essere trascurate. Ciò è conveniente perché è possibile analizzare il flusso irrotazionale mediante i concetti matematici dell'idrodinamica classica a cui si è fatto riferimento in precedenza.
Pompa centrifuga per destinazione acqua di mare
N. modello: ASN ASNV
Le pompe modello ASN e ASNV sono pompe centrifughe monostadio con corpo a chiocciola diviso a doppia aspirazione e trasporto di liquidi o usati per lavori idrici, circolazione dell'aria condizionata, edilizia, irrigazione, stazioni di pompaggio di drenaggio, centrali elettriche, sistemi di approvvigionamento idrico industriale, antincendio sistema, nave, edificio e così via.
Flusso stazionario e instabile.
Il flusso si dice stazionario quando le condizioni in ogni punto sono costanti rispetto al tempo. Un'interpretazione rigorosa di questa definizione porterebbe alla conclusione che il flusso turbolento non è mai stato veramente stabile. Tuttavia, per il presente scopo è conveniente considerare il moto generale del fluido come criterio e le fluttuazioni irregolari associate alla turbolenza solo come un'influenza secondaria. Un ovvio esempio di flusso costante è uno scarico costante in un condotto o canale aperto.
Come corollario ne consegue che il flusso è instabile quando le condizioni variano rispetto al tempo. Un esempio di flusso instabile è una portata variabile in un condotto o canale aperto; si tratta solitamente di un fenomeno transitorio successivo o seguito da una scarica costante. Altro familiare
esempi di natura più periodica sono il moto ondoso e il movimento ciclico di grandi masse d'acqua nel flusso di marea.
La maggior parte dei problemi pratici nell’ingegneria idraulica riguardano il flusso stazionario. Ciò è una fortuna, poiché la variabile tempo nel flusso instabile complica notevolmente l'analisi. Di conseguenza, in questo capitolo, la considerazione del flusso instabile sarà limitata a pochi casi relativamente semplici. È importante tenere presente, tuttavia, che diversi casi comuni di flusso instabile possono essere ridotti allo stato stazionario in virtù del principio del movimento relativo.
Pertanto, un problema che coinvolge una nave che si muove in acque ferme può essere riformulato in modo che la nave sia ferma e l'acqua sia in movimento; l'unico criterio per la somiglianza del comportamento del fluido è che la velocità relativa sia la stessa. Ancora una volta, il moto ondoso in acque profonde può essere ridotto a
stato stazionario assumendo che un osservatore viaggi con le onde alla stessa velocità.
Pompa di drenaggio dell'acqua con albero centrifugo in linea multistadio a turbina verticale con motore diesel Questo tipo di pompa di drenaggio verticale viene utilizzata principalmente per il pompaggio senza corrosione, temperatura inferiore a 60 °C, solidi sospesi (escluse fibre e graniglie) con un contenuto inferiore a 150 mg/l di le acque reflue o le acque reflue. La pompa di drenaggio verticale di tipo VTP si trova nelle pompe dell'acqua verticali di tipo VTP e, in base all'aumento e al collare, impostare la lubrificazione del tubo con olio e acqua. Può fumare a temperatura inferiore a 60 °C, inviare a contenere un certo granello solido (come rottami di ferro e sabbia fine, carbone, ecc.) di liquami o acque reflue.
Flusso uniforme e non uniforme.
Il flusso si dice uniforme quando non vi è alcuna variazione nell'entità e nella direzione del vettore velocità da un punto all'altro lungo il percorso del flusso. Per rispettare questa definizione, sia l'area del flusso che la velocità devono essere le stesse in ogni sezione trasversale. Il flusso non uniforme si verifica quando il vettore velocità varia con la posizione, un tipico esempio è il flusso tra confini convergenti o divergenti.
Entrambe queste condizioni alternative di flusso sono comuni nell'idraulica a canale aperto, anche se in senso stretto, poiché il flusso uniforme viene sempre avvicinato in modo asintotico, si tratta di uno stato ideale che viene solo approssimato e mai effettivamente raggiunto. Va notato che le condizioni si riferiscono allo spazio piuttosto che al tempo e quindi nei casi di flusso chiuso (es. tubi sotto pressione), sono del tutto indipendenti dalla natura stazionaria o instabile del flusso.
Orario di pubblicazione: 29 marzo 2024