Perdite di carico lineari delle macchine a fluido

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
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Data:	04.12.2001
Numero di pagine:	9
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RELAZIONE DI MACCHINE
Relazione di macchine sulla perdita di carico lineare in una tubazione ad asse orizzontale e a diametro costante
Un liquido reale (acqua) che si muove all’interno di una condotta, (a causa della sua “fisicità”) sviluppa degli attriti con la superficie interna della tubazione; questo significa che, si ha una perdita d'energia che è chiamata “perdita di carico” o perdita d’energia piezometrica.
Con quest'esperienza si vuol “ricavare” un confronto tra le perdite di carico teoriche (calcolate attraverso la formula di Darcy) e le perdite di carico sperimentali (calcolate attraverso i dati ricavati dall’esperienza).
SVILUPPO DELLA PROVA:
E stato collegato un manometro differenziale a liquido (mercurio) alla parte di circuito che c’interessa per la prova ossia il tratto di tubazione denominata TA.
Nel collegare il manometro abbiamo prestato attenzione a non far entrare aria nei tubi flessibili che collegano la tubazione al manometro differenziale, altrimenti le misure riguardanti, le differenze delle altezze (chiamate h) tra i due menischi sarebbero state sballate.
Dopo aver disposto il manometro diff. abbiamo (attraverso le molteplici valvole presenti nel circuito) selezionato il tratto di circuito che c’interessa alla prova.
Le valvole aperte in quest’esperienza sono: V1, V2, V7, V8, V9, V15, V16, V19; tutte le valvole restanti sono chiuse, ossia la V3, V4, V10, V11, V12, V13, V14, V17, V18.
Dopo aver ricontrollato le valvole abbiamo verificato che ci fosse acqua nel serbatoio e nella tubazione altrimenti la prova non si potrebbe eseguire.
Abbiamo dato tensione al pannello di controllo girando la chiave numero 8; poi attraverso l’interruttore 6, abbiamo acceso la pompa P1 posizionando l’interruttore prima nella posizione 1 e poi nella posizione 2 per portare la pompa a massimi giri.
Dopo di che siamo partiti con l’esperienza; attraverso la valvola V16 abbiamo regolato il flusso dell’acqua (in metri cubi ora) e ad ogni regolazione abbiamo raccolto il rispettivo h in mm Hg.
Alla fine dell’esperienza abbiamo inserito tutti i dati in una tabella e con essi abbiamo calcolato le diverse perdite di carico (perdite di carico teoriche e sperimentali) utilizzando le formule appropriate.
Per calcolare le perdite di carico teoriche abbiamo utilizzato la formula di Darcy:
P* (Q2 /D5) *L.
Il coefficiente I sarà diviso per la rugosità della tubazione ossia 1,5.
Coefficiente e= (0.00164+ (0.000042/D) )/1,5
Le perdite di carico sperimentali invece sono calcolate attraverso questa formula:
( ((m--) //) *h.
DATI DI PARTENZA:
• Diametro della condotta 36.5 mm
• Lunghezza utile (distanza tra le due sezioni di controllo) pari a 2275mm
• Peso specifico del liquido manometrico (mercurio) 13600 kgf/m3
• Peso specifico del liquido contenuto nella condotta (acqua) 1000 kgf/m3
• Rugosità della condotta in acciaio laminato incrostato pari a 1,5
TABELLA DEI VALORI:
Q
Q
h
h
D
D
L
L
b
Yt
Ysp
m3/h
m3/s
mm Hg
m Hg
mm
m
mm
m
m.c.a.
m.c.a.

36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186

1
0,000278
1
0,001
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,005041
0,0126
2
0,000556
2
0,002
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,020165
0,0252
3
0,000833
5
0,005
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,045371
0,063
4
0,001111
7
0,007
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,080659
0,0882
5
0,001389
10
0,01
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,126029
0,126
6
0,001667
14
0,014
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,181482
0,1764
7
0,001944
19
0,019
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,247017
0,2394
8
0,002222
25
0,025
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,322635
0,315
9
0,0025
32
0,032
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,408335
0,4032
10
0,002778
40
0,04
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,504117
0,504
CALCOLI:
Perdite di carico sperimentali:
Ysp = (=m--//)*h )m = peso specifico liquido manometrico
h = diff. Altezza mercurio = peso specifico acqua
Ysp1 (13600-1000/1000)*0.0010 = 0.0126 m.c.a. Ysp6 (13600-1000/1000)*0.0140 = 0.1764 m.c.a.
Ysp2 (13600-1000/1000)* 0.0020 = 0.0252 m.c.a. Ysp7 (13600-1000/1000)*0.0190 = 0.2394 m.c.a.
Ysp3 (13600-1000/1000)* 0.0050 = 0.063 m.c.a. Ysp8 (13600-1000/1000)*0.0250 = 0.315 m.c.a.
Ysp4 (13600-1000/1000)* 0.0070 = 0.0882 m.c.a. Ysp9 (13600-1000/1000)*0.0320 = 0.4032 m.c.a.
Ysp5 (13600-1000/1000)* 0.00100 = 0.126 m.c.a. Ysp10 (13600-1000/1000)*0.0400 = 0.504 m.c.a.
Perdite di carico teoriche:
Yt = *(Q2/D5)*L Q = portata espressa in m3/s D = diametro della condotta
L = lunghezza utile = coefficiente
Yt1 0.00186*(0.0002782/0.03655)*2.275 = 0.005041 m.c.a.
Yt2 0.00186*(0.0005562/0.03655)*2.275 = 0.020165 m.c.a.
Yt3 0.00186*(0.0008332/0.03655)*2.275 = 0.045371 m.c.a.
Yt4 0.00186*(0.0011112/0.03655)*2.275 = 0.080659 m.c.a.
Yt5 0.00186*(0.0013892/0.03655)*2.275 = 0.126029 m.c.a.
Yt6 0.00186*(0.0016672/0.03655)*2.275 =0.181482 m.c.a.
Yt7 0.00186*(0.0019442/0.03655)*2.275 =0.247017 m.c.a.
Yt8 0.00186*(0.0022222/0.03655)*2.275 =0.322635 m.c.a.
Yt9 0.00186*(0.00252/0.03655)*2.275 =0.408335 m.c.a.
Yt10 0.00186*(0.0027782/0.03655)*2.275 =0.504117 m.c.a.
OSSERVAZIONI:
Come si può notare dal grafico e dalla tabella, esistono alcune differenze tra la perita di carico teorica e la perdita di carico sperimentale.
Queste divergenze createsi, sono dovute a diversi fattori:
Il primo e la presenza d’aria all’interno dei tubi flessibili che collegano la tubazione al manometro differenziale; questo perché l’aria essendo un gas comprimibile elimina quella piccolissima differenza di pressione che si crea tra le due sezioni di controllo andando cosi a sballare la differenza d’altezza tra i due menischi (chiamata anche h o ph).
Una seconda causa d’errore è l’errore di lettura della portata sul flussometro; L’errore in questione è causato dai continui saliscendi del peso all’interno del flussometro che rendeva molto difficile la lettura della portata in quell’istante.
Un terzo motivo non molto rilevante è dovuto alla non continuità della pompa nell’erogare una certa quantità d’acqua al secondo.
Altri motivi d’errore sono dovuti all’arrotondamento dei calcoli fatti per calcolare le diverse perdite di carico e, alla scelta errata del coefficiente A per calcolare la perdita di carico teorica attraverso la formula di Darcy.
la relazione è correlata con uno schema stilizzato dell’impianto idraulico che fa da riferimento per l’esperienza; potete richiederlo con gentilezza al mio indirizzo internet : [email protected]
il file che contiene lo schema dell’impianto si apre solo con il programma autoCAD 98 LT o programmi di autoCAD più recenti

RELAZIONE DI MACCHINE
Relazione di macchine sulla perdita di carico lineare in una tubazione ad asse orizzontale e a diametro costante
Un liquido reale (acqua) che si muove all’interno di una condotta, (a causa della sua “fisicità”) sviluppa degli attriti con la superficie interna della tubazione; questo significa che, si ha una perdita d'energia che è chiamata “perdita di carico” o perdita d’energia piezometrica.
Con quest'esperienza si vuol “ricavare” un confronto tra le perdite di carico teoriche (calcolate attraverso la formula di Darcy) e le perdite di carico sperimentali (calcolate attraverso i dati ricavati dall’esperienza).
SVILUPPO DELLA PROVA:
E stato collegato un manometro differenziale a liquido (mercurio) alla parte di circuito che c’interessa per la prova ossia il tratto di tubazione denominata TA.
Nel collegare il manometro abbiamo prestato attenzione a non far entrare aria nei tubi flessibili che collegano la tubazione al manometro differenziale, altrimenti le misure riguardanti, le differenze delle altezze (chiamate h) tra i due menischi sarebbero state sballate.
Dopo aver disposto il manometro diff. abbiamo (attraverso le molteplici valvole presenti nel circuito) selezionato il tratto di circuito che c’interessa alla prova.
Le valvole aperte in quest’esperienza sono: V1, V2, V7, V8, V9, V15, V16, V19; tutte le valvole restanti sono chiuse, ossia la V3, V4, V10, V11, V12, V13, V14, V17, V18.
Dopo aver ricontrollato le valvole abbiamo verificato che ci fosse acqua nel serbatoio e nella tubazione altrimenti la prova non si potrebbe eseguire.
Abbiamo dato tensione al pannello di controllo girando la chiave numero 8; poi attraverso l’interruttore 6, abbiamo acceso la pompa P1 posizionando l’interruttore prima nella posizione 1 e poi nella posizione 2 per portare la pompa a massimi giri.
Dopo di che siamo partiti con l’esperienza; attraverso la valvola V16 abbiamo regolato il flusso dell’acqua (in metri cubi ora) e ad ogni regolazione abbiamo raccolto il rispettivo h in mm Hg.
Alla fine dell’esperienza abbiamo inserito tutti i dati in una tabella e con essi abbiamo calcolato le diverse perdite di carico (perdite di carico teoriche e sperimentali) utilizzando le formule appropriate.
Per calcolare le perdite di carico teoriche abbiamo utilizzato la formula di Darcy:
P* (Q2 /D5) *L.
Il coefficiente I sarà diviso per la rugosità della tubazione ossia 1,5.
Coefficiente e= (0.00164+ (0.000042/D) )/1,5
Le perdite di carico sperimentali invece sono calcolate attraverso questa formula:
( ((m--) //) *h.
DATI DI PARTENZA:
• Diametro della condotta 36.5 mm
• Lunghezza utile (distanza tra le due sezioni di controllo) pari a 2275mm
• Peso specifico del liquido manometrico (mercurio) 13600 kgf/m3
• Peso specifico del liquido contenuto nella condotta (acqua) 1000 kgf/m3
• Rugosità della condotta in acciaio laminato incrostato pari a 1,5
TABELLA DEI VALORI:
Q
Q
h
h
D
D
L
L
b
Yt
Ysp
m3/h
m3/s
mm Hg
m Hg
mm
m
mm
m
m.c.a.
m.c.a.

36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186

1
0,000278
1
0,001
36,5
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10
0,01
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,126029
0,126
6
0,001667
14
0,014
36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,181482
0,1764
7
0,001944
19
0,019
36,5
0,0365
2275
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36,5
0,0365
2275
2,275
0,00186
0,504117
0,504
CALCOLI:
Perdite di carico sperimentali:
Ysp = (=m--//)*h )m = peso specifico liquido manometrico
h = diff. Altezza mercurio = peso specifico acqua
Ysp1 (13600-1000/1000)*0.0010 = 0.0126 m.c.a. Ysp6 (13600-1000/1000)*0.0140 = 0.1764 m.c.a.
Ysp2 (13600-1000/1000)* 0.0020 = 0.0252 m.c.a. Ysp7 (13600-1000/1000)*0.0190 = 0.2394 m.c.a.
Ysp3 (13600-1000/1000)* 0.0050 = 0.063 m.c.a. Ysp8 (13600-1000/1000)*0.0250 = 0.315 m.c.a.
Ysp4 (13600-1000/1000)* 0.0070 = 0.0882 m.c.a. Ysp9 (13600-1000/1000)*0.0320 = 0.4032 m.c.a.
Ysp5 (13600-1000/1000)* 0.00100 = 0.126 m.c.a. Ysp10 (13600-1000/1000)*0.0400 = 0.504 m.c.a.
Perdite di carico teoriche:
Yt = *(Q2/D5)*L Q = portata espressa in m3/s D = diametro della condotta
L = lunghezza utile = coefficiente
Yt1 0.00186*(0.0002782/0.03655)*2.275 = 0.005041 m.c.a.
Yt2 0.00186*(0.0005562/0.03655)*2.275 = 0.020165 m.c.a.
Yt3 0.00186*(0.0008332/0.03655)*2.275 = 0.045371 m.c.a.
Yt4 0.00186*(0.0011112/0.03655)*2.275 = 0.080659 m.c.a.
Yt5 0.00186*(0.0013892/0.03655)*2.275 = 0.126029 m.c.a.
Yt6 0.00186*(0.0016672/0.03655)*2.275 =0.181482 m.c.a.
Yt7 0.00186*(0.0019442/0.03655)*2.275 =0.247017 m.c.a.
Yt8 0.00186*(0.0022222/0.03655)*2.275 =0.322635 m.c.a.
Yt9 0.00186*(0.00252/0.03655)*2.275 =0.408335 m.c.a.
Yt10 0.00186*(0.0027782/0.03655)*2.275 =0.504117 m.c.a.
OSSERVAZIONI:
Come si può notare dal grafico e dalla tabella, esistono alcune differenze tra la perita di carico teorica e la perdita di carico sperimentale.
Queste divergenze createsi, sono dovute a diversi fattori:
Il primo e la presenza d’aria all’interno dei tubi flessibili che collegano la tubazione al manometro differenziale; questo perché l’aria essendo un gas comprimibile elimina quella piccolissima differenza di pressione che si crea tra le due sezioni di controllo andando cosi a sballare la differenza d’altezza tra i due menischi (chiamata anche h o ph).
Una seconda causa d’errore è l’errore di lettura della portata sul flussometro; L’errore in questione è causato dai continui saliscendi del peso all’interno del flussometro che rendeva molto difficile la lettura della portata in quell’istante.
Un terzo motivo non molto rilevante è dovuto alla non continuità della pompa nell’erogare una certa quantità d’acqua al secondo.
Altri motivi d’errore sono dovuti all’arrotondamento dei calcoli fatti per calcolare le diverse perdite di carico e, alla scelta errata del coefficiente A per calcolare la perdita di carico teorica attraverso la formula di Darcy.
la relazione è correlata con uno schema stilizzato dell’impianto idraulico che fa da riferimento per l’esperienza; potete richiederlo con gentilezza al mio indirizzo internet : [email protected]
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