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Titolo: domanda meccanica defi fluidi.

Ciao e scusate innanzitutto la banalità della mia domanda.
Quando ho un convergente o un divergente (con fluidi incomprimibili) che 
sboccano in un bacino o semplicemente all'aria, e quindi a p atmosferica, 
come mai in corrispondenza della sezione di uscita ho proprio p atmosferica 
??
Il dubbio mi è nato studiando i diffusori delle turbine idrauliche a 
reazione: tenendo fissa la portata, e variando l'apertura del diffusore, si 
puo' notare come man mano che apro il diffusore recupero energia cinetica 
allo scarico, ma questo è fatto con l'ipotesi che la pressione resti 
costante.
Pero' è anche vero che in un convergente o divergente quando le velocià 
aumentano le p diminuiscono e viceversa.
Quindi ci dev'essere un pricipio per assurdo che impedisce in un fluido 
incomprimibile di sboccare a p diversa da quella all'uscita (in un 
incomprimibile invece puo' succedere... )
Ciao e grazie. 

 
prego, ciao e buon anno nuovo,
Andrea
(*) in realtà per l'acqua che scorre in tubature di acciaio, bisogna 
tenere conto anche della propagazione del suono (onde di pressione 
infinitesime) nell'acciaio, dunque la velocità di propagazione dei 
disturbi di pressione nella conduttura non è pari semplicemente alla 
velocità del suono nell'acqua, ma ho preferito semplificare.

Scusami Andrea, ma che centra la comprimibilità con la domanda su un
flusso incomprimibile?
Se il flusso è incomprimibile (M<=0.3), stiamo parlando evidentemente
di liquidi (o quasi), vorrei sapere che centrano, per questa categoria
di flussi, le onde di pressione che risalgono il condotto.
Le onde di pressione ovvero urti retti, obliqui o quello che ti pare si
sviluppano esclusivamente in caso di flusso supersonico (M>1).
La risposta a _mark è in realtà molto più banale di quanto sembra e
non va cercata nella teoria fluidodinamica. Scusami _mark am secondo
te, se un condotto à esposto in ambiente esterno p atm, quale
pressione diversa potresti avere se non la p atm. Il flusso si auto
adatta alla pressione di scarico, se ci pensi è come avere un getto
atmosferico.

Provo a risponderti sperando di ricordarmi bene dall'idraulica (=> fluido
incomprimibile): io non so dimostrarti 'matematicamente' i motivi fisici per
cui la pressione allo sbocco è nulla, però è così: o meglio, anche se è
nulla (cioè atmosferica) solo per i filetti fluidi della circonferenza
esterna del flusso ed all'interno varia di poco, si può considerare nulla in
tutta l'intera sezione del flusso. (Dovresti credo studiarti la parte
dell'idraulica relativa all'efflusso libero da luci per comprendere meglio
questo, e il teorema della quantità di moto).
Premesso quindi che l'ipotesi giusta è considerare la pressione nulla nella
sezione di uscita dall' ugello, resta il dilemma dell'assurdo a cui tu
arrivavi: infatti tu ipotizzavi che la portata Q si mantiene costante
variando la sezione di apertura dell'ugello: in realtà essa varia, in modo
proporzionale all'area di uscita.
Tu stai studiando le turbine a reazione: spero di ricordare bene quando dico
che la Pelton ad es. è una di queste: tu vari la portata della turbina
proprio variando la sezione dell'ugello da cui esce l'acqua che va a colpire
i cucchiai della Pelton, ma la velocità del fluido resta costante, e quindi
tutto si aggiusta.
La dimostrazione è semplice: la velocità all'uscita, c1, la ricavi da
Bernoulli: se hai un serbatoio con pelo libero H dall'ugello,  e ricordando
che la pressione all'uscita è nulla, trovi subito
c1=radice di (2gH) (è la solita velocità di un sasso che cade da altezza H).
Ovviamente ci sono le perdite continue e localizzate, che dipendono tra le
tante cose anche dalla portata, ma che tuttavia, se riapplichi Bernoulli, ti
diminuiscono di poco l'energia totale H che hai a disposizione e quindi la
velocità c1 all'uscita, tanto che puoi continuare a considerare c1 costante
( e minore di radice di (2gH)).
Quindi, essendo Q=Area*c1, trovi appunto che varia solo l'area (e quindi Q)
quando vari l'apertura dell'ugello.
Purtoppo non so giustificarti fisicamente perchè hai p=0 all'uscita.
ciao
Luca


Se il diffusore sbocca in atmosfera è chiaro che la pressione di
uscita sarà quella atmosferica!
Se invece come accade normalmente il diffusore allo scarico è immerso,
la pressione di uscita sarà quella del relativo battente.
ciao

La spiegazione del mio problema è stata un po' contorta, ora mi aiuto con un 
immagine.
http://img409.imageshack.us/img409/5058/clipboard018yx.jpg
Facendo un bernolli tra B e 3, p3 = pB (dal testo) e z3 = zB , scopro quindi 
che le perdite sono pari al termine cinetico H3-HB= (v3^2)/2g, ma chi mi 
assicura che la pressione in B è uguale a quella in 3 ??? Presempio, 
ingigantendo la situazione, se avessi al posto della turbina, una pompa che 
spara fuori acqua acqua 30 atmosfere , sicuramente all' uscita del 
divergente non avrò p atmosferica...
il mio dubbio era questo spero di essermi spiegato. grazie ciao. 

Se z3=zB il diffusore sbocca sul pelo libero del liquido, e quindi
giustamente p3 relativa = pB = 0
Se fosse z3<zB (caso generale), p3 > pB.
Cmq, anche se in un tubo hai 30 bar e questo sbocca in atmosfera,
all'uscita hai sempre patm (nn ha senso parlare di pressione in un
getto in atmosfera).
Quello che avviene invece è una conversione del carico totale in
energia cinetica!
ciao

 atmosferico.
E come fa ad autoadattarsi? Tramite quale fenomeno fisico? Te lo sei mai 
chiesto? Hai ben chiaro perchè fisicamente un getto subsonico si 
autoadatta, mentre in quello supersonico puoi avere una pressione di 
uscita maggiore di quella ambiente? Se la pressione ambiente, a valle 
della turbina, varia di una piccola quantità, la velocità a valle 
cambia, e devono cambiare anche le velocità a monte. Come si propaga 
questo cambiamento secondo te? Attraverso un'onda di pressione, che 
risale il tubo: fintanto che l'onda risale, il moto è instazionario e il 
teorema che citi non crea problemi.  Puoi anche chiedere anche sul ng di 
fisica, se non capisci.
Ciao,
Andrea

andrea,
i tuoi ragionamenti sono giusti, ma qui si parla di turbine idrauliche
e moto stazionario! :)
Il diffusore allo scarico (usato solo, ovviamente, nelle turbine a
reazione, come le Francis ad esempio) serve per ridurre la pressione
sulla sezione di uscita della turbina, e recuperare il salto esistente
tra sezione di uscita della macchina e canale restitutore, e recuperare
l'energia cinetica allo scarico (solo se il diffusore è un divergente,
mentre con i diffusori a tubo usati in passato si recuperava solo il
primo termine). Questo consente di migliorare il rendimento
dell'impianto, e in virtù della maggior velocità in uscita dalla
macchina (energia cinetica che non va persa, essondci il recupero poi
col diffusore) consente di tenere piccole le sezioni di scarico della
turbina.
La pressione sulla sezione di uscita della macchina è pari
all'atmosferica meno
- il termine relativo al salto tra la sezione di uscita della macchina
e il pelo liquido del canale restitutore
- il termine relativo alla variazione di energia cinetica tra l'uscita
della macchina e lo sbocco del diffusore
a questi addendi vanno sommate le perdite di carico nel diffusore, che
agiscono chiaramente nel senso di aumentare la pressione all'uscita
della macchina.
Tra l'altro sarebbe consigliabile utilizzarlo in tutti i tipi di
turbine:
in quelle a gas generalmente si fa, pur se con qualche problema
costruttivo e di perdite di carico, compensati però dai benefici
dell'introduzione del diffusore
in quelle a vapore i problemi di natura costruttiva sarebbero
importanti, e di solito non si usa