Liquido incomprimibile e utilizzo di una pompa
Salve! Mi è sorto il seguente dubbio sulle pompe:
Io so che In pratica una pompa serve a far sì che il fluido continui a muoversi nel mio tubo in cui scorre. La pressione infatti diminuisce per via delle perdite di carico e per “compensare” ciò devo fornire del lavoro dall’esterno per fare in modo che il liquido continui a scorrere.
Nel mio libro di testo si definisce però la pompa come “quel dispositivo che comprime un liquido”.
Mi chiedo come ciò sia compatibile con l’ipotesi di incomprimibilità del fluido... se il fluido è incomprimibile la densità è costante cioè il volume specifico non aumenta. E come fa allora la pompa a comprimerlo? Inoltre... pensando al compressore — l’analogo della pompa ma per i gas — non ho mai aumento di pressione tra la sezione di ingresso e uscita, come invece accade nei compressori?
Grazie!
Io so che In pratica una pompa serve a far sì che il fluido continui a muoversi nel mio tubo in cui scorre. La pressione infatti diminuisce per via delle perdite di carico e per “compensare” ciò devo fornire del lavoro dall’esterno per fare in modo che il liquido continui a scorrere.
Nel mio libro di testo si definisce però la pompa come “quel dispositivo che comprime un liquido”.
Mi chiedo come ciò sia compatibile con l’ipotesi di incomprimibilità del fluido... se il fluido è incomprimibile la densità è costante cioè il volume specifico non aumenta. E come fa allora la pompa a comprimerlo? Inoltre... pensando al compressore — l’analogo della pompa ma per i gas — non ho mai aumento di pressione tra la sezione di ingresso e uscita, come invece accade nei compressori?
Grazie!
Risposte
Beh, diciamo che quella frase del libro è un po' infelice...Tranquillo, i liquidi sono e rimangono incomprimibili 
!
Una pompa in un circuito idraulico fornisce energia al liquido , per vari motivi, non solo per vincere le perdite di carico. Quel verbo "comprime" deve intendersi nel senso che la pressione del liquido , tra aspirazione e mandata, aumenta per effetto della pompa, ma non che la densità del liquido aumenta. Ti metto il link ad un recente esercizio , dove trovi dei link anche ad esercizi più vecchi , che ti consiglio di leggere.
Qui c'è una breve introduzione alle pompe. Nota il concetto di "prevalenza manometrica" , tra aspirazione e mandata della pompa , che si può misurare con due manometri messi in questi due punti, per cui , applicando Bernoulli e trascurando la differenza di altezza dei manometri , nonchè ponendo uguali le velocità negli stessi punti:
$H_m = (p_2-p_1)/\gamma $
! Una pompa in un circuito idraulico fornisce energia al liquido , per vari motivi, non solo per vincere le perdite di carico. Quel verbo "comprime" deve intendersi nel senso che la pressione del liquido , tra aspirazione e mandata, aumenta per effetto della pompa, ma non che la densità del liquido aumenta. Ti metto il link ad un recente esercizio , dove trovi dei link anche ad esercizi più vecchi , che ti consiglio di leggere.
Qui c'è una breve introduzione alle pompe. Nota il concetto di "prevalenza manometrica" , tra aspirazione e mandata della pompa , che si può misurare con due manometri messi in questi due punti, per cui , applicando Bernoulli e trascurando la differenza di altezza dei manometri , nonchè ponendo uguali le velocità negli stessi punti:
$H_m = (p_2-p_1)/\gamma $
Ok grazie 
domani mattina leggerò i link che mi hai indicato, ora non ne avrei la testa :/
Una ultima domanda però... una pompa può comunque lasciare la pressione immutata all’inizio e alla fine? (cioè far uscire il liquido alla stessa pressione di entrata ma ad esempio più in alto e dopo aver attraversato un certo condotto vero?
Perché nel mio libro ho visto che c’è un esercizio in cui un’idropulitrice preleva acqua a 5m più in basso e la spruzza 2,5m più avanti rispetto a dove la prende... e l’acqua Entra e esce nella pompa a 1atm..
domani mattina leggerò i link che mi hai indicato, ora non ne avrei la testa :/ Una ultima domanda però... una pompa può comunque lasciare la pressione immutata all’inizio e alla fine? (cioè far uscire il liquido alla stessa pressione di entrata ma ad esempio più in alto e dopo aver attraversato un certo condotto vero?
Perché nel mio libro ho visto che c’è un esercizio in cui un’idropulitrice preleva acqua a 5m più in basso e la spruzza 2,5m più avanti rispetto a dove la prende... e l’acqua Entra e esce nella pompa a 1atm..
Ma come, io ti parlo di pompe e tu vieni a parlarmi di idropulitrici... 
Non conosco gli schemi, ma immagino che dentro ci sia un pompa...In generale, tra sezione di ingresso e sezione di uscita di una pompa c'è un aumento di pressione, l'ho evidenziato apposta nel precedente messaggio. E quando dico “sezioni di ingresso e di uscita “ , intendo proprio le sezioni del corpo pompa a cui si attacca il tubo di ingresso e il tubo di uscita: guarda il disegno nella dispensa che ti ho linkato prima: la prevalenza manometrica si misura tra questi due punti.
Ciò non toglie che la pompa può aspirare acqua, per esempio, da una cisterna in basso a -5m e mandarla in alto in una cisterna a + 5m , e che le pressioni in basso e in alto siano uguali a quella atmosferica.
Attenzione, quando si parla di "pressione" di un getto che colpisce una parete si intende la pressione dinamica, non quella statica: questa non incorpora effetti dinamici . La pressione dinamica rappresenta di quanto essa aumenta quando il getto urta contro la parete .
Il getto porta con sè energia cinetica e quindi quantità di moto , la quantità di moto della portata di massa che colpisce la parete è una forza, verifica le unita di misura; questa forza , agendo su una superficie , la "preme".
E naturalmente spesso non ci sono idee chiare su questo punto. Guardati questo esercizio :
Come vedi, la spinta è $ S = rhoQv$
Ciò detto, se vuoi posta l'esercizio; non so che cosa intendono i fabbricanti di idropulitrici quando parlano di pressione...spero di non dover andare a fare il lavamacchine....
Non conosco gli schemi, ma immagino che dentro ci sia un pompa...In generale, tra sezione di ingresso e sezione di uscita di una pompa c'è un aumento di pressione, l'ho evidenziato apposta nel precedente messaggio. E quando dico “sezioni di ingresso e di uscita “ , intendo proprio le sezioni del corpo pompa a cui si attacca il tubo di ingresso e il tubo di uscita: guarda il disegno nella dispensa che ti ho linkato prima: la prevalenza manometrica si misura tra questi due punti.
Ciò non toglie che la pompa può aspirare acqua, per esempio, da una cisterna in basso a -5m e mandarla in alto in una cisterna a + 5m , e che le pressioni in basso e in alto siano uguali a quella atmosferica.
Attenzione, quando si parla di "pressione" di un getto che colpisce una parete si intende la pressione dinamica, non quella statica: questa non incorpora effetti dinamici . La pressione dinamica rappresenta di quanto essa aumenta quando il getto urta contro la parete .
Il getto porta con sè energia cinetica e quindi quantità di moto , la quantità di moto della portata di massa che colpisce la parete è una forza, verifica le unita di misura; questa forza , agendo su una superficie , la "preme".
E naturalmente spesso non ci sono idee chiare su questo punto. Guardati questo esercizio :
Come vedi, la spinta è $ S = rhoQv$
Ciò detto, se vuoi posta l'esercizio; non so che cosa intendono i fabbricanti di idropulitrici quando parlano di pressione...spero di non dover andare a fare il lavamacchine....
Eh infatti anche io non capisco perché faccia l’esempio della idropulitrice quando introduce le pompe!
In pratica il problema è il seguente : ho un sistema composto da un tubo che prenda acqua a 1amt, la porta all’idropulitrice e poi c’è un altro tubo di diversi metri di lunghezza dal quale l’acqua esce a 1atm. E chiede la potenza della pompa dell’idropulitrice.
Applica il primo principio per sistemi aperti considerando questo intero sistema e la pressione in ingresso e in uscita che è 1atm.
Mi sono però fatto un’idea che è la seguente: lui non fa proprio l’analisi limitato alla pompa ma all’intero Sistema con tubi... quindi i ragionamenti sulla pressione di ingresso e uscita della pompa non possono essere fatti...
Perché quello che mi dici mi torna (tranne la parte sulla pressione idrodinamica che provo a riguardare...): una pompa in ingresso e uscita aumenta per forza la pressione.
In pratica il problema è il seguente : ho un sistema composto da un tubo che prenda acqua a 1amt, la porta all’idropulitrice e poi c’è un altro tubo di diversi metri di lunghezza dal quale l’acqua esce a 1atm. E chiede la potenza della pompa dell’idropulitrice.
Applica il primo principio per sistemi aperti considerando questo intero sistema e la pressione in ingresso e in uscita che è 1atm.
Mi sono però fatto un’idea che è la seguente: lui non fa proprio l’analisi limitato alla pompa ma all’intero Sistema con tubi... quindi i ragionamenti sulla pressione di ingresso e uscita della pompa non possono essere fatti...
Perché quello che mi dici mi torna (tranne la parte sulla pressione idrodinamica che provo a riguardare...): una pompa in ingresso e uscita aumenta per forza la pressione.
L'idropulitrice e' una pompa, eh?
A meno delle perdite di carico nei tubi, la pressione di uscita e di ingresso alle flange della pompa e' sempre 1 bar, esattamente identica a quella del sistema aperto tubo-tubo.
Il punto che ti sfugge, e che Shackle ti ha fatto notare e' che la pompa non non aumenta la pressione in un sistema aperto. Fornisce energia cinetica o potenziale (o entrambe). Quindi l'acqua che esce dalla idropulitrice ha la stessa pressione di quella che entra, anche se i nostri sensi associano il getto a una maggior pressione. Pero' l'acqua esce con velocita' (e quindi Energia Cinetica) elevata ed e' quell'energia che rende la pulitrice utile.
A meno delle perdite di carico nei tubi, la pressione di uscita e di ingresso alle flange della pompa e' sempre 1 bar, esattamente identica a quella del sistema aperto tubo-tubo.
Il punto che ti sfugge, e che Shackle ti ha fatto notare e' che la pompa non non aumenta la pressione in un sistema aperto. Fornisce energia cinetica o potenziale (o entrambe). Quindi l'acqua che esce dalla idropulitrice ha la stessa pressione di quella che entra, anche se i nostri sensi associano il getto a una maggior pressione. Pero' l'acqua esce con velocita' (e quindi Energia Cinetica) elevata ed e' quell'energia che rende la pulitrice utile.
Bene Andrew , come immaginavo , e già suggerito da PK . Il volume di controllo è quindi tutta la tubazione , dall'imbocco in basso all'uscita in alto . In questa tubazione è inserita una macchina operatrice, la pompa, che fornisce il lavoro $L (J/(kg)) $ per unita di massa. Perciò la relazione di bilancio energetico che devi applicare è questa :
$p_2/[rho]+v_2^2/[2]+gh_2-(p_1/[rho]+v_1^2/[2]+gh_1) =L$ Lavoro della pompa per unita di massa $[J/[kg]]$
adesso, hai che $p_1 = p_2$ quindi i due termini si elidono . Che altri dati hai , su velocità e quota geodetica nelle due sezioni ? Inserisci i dati , e ottieni il lavoro specifico detto. Che altro devi trovare ?
Profkappa , seconde te che cosa significa che nella pubblicità delle idropulitrici scrivono pressioni di 100 bar o giu di lí ?
$p_2/[rho]+v_2^2/[2]+gh_2-(p_1/[rho]+v_1^2/[2]+gh_1) =L$ Lavoro della pompa per unita di massa $[J/[kg]]$
adesso, hai che $p_1 = p_2$ quindi i due termini si elidono . Che altri dati hai , su velocità e quota geodetica nelle due sezioni ? Inserisci i dati , e ottieni il lavoro specifico detto. Che altro devi trovare ?
Profkappa , seconde te che cosa significa che nella pubblicità delle idropulitrici scrivono pressioni di 100 bar o giu di lí ?
Grazie ad entrambi! Allora mi perdevo sul fatto che una pompa non aumenta la pressione del liquido.
Confendevo il tutto con il compressore, l’equivalente della pompa per i gas, che invece mutano anche la pressione del gas su cui lavorano.
Ricapitolando quindi la pompa fa muovere il liquido perché cede energia di moto.
Il compressore fa muovere un gas aumentandone anche la pressione.
Vi sembra corretto?
Confendevo il tutto con il compressore, l’equivalente della pompa per i gas, che invece mutano anche la pressione del gas su cui lavorano.
Ricapitolando quindi la pompa fa muovere il liquido perché cede energia di moto.
Il compressore fa muovere un gas aumentandone anche la pressione.
Vi sembra corretto?
"Shackle":
Profkappa , seconde te che cosa significa che nella pubblicità delle idropulitrici scrivono pressioni di 100 bar o giu di lí ?
E' la pressione di progetto della pompa. Se l'idropulitrice avesse un polmone di accumulo a valle della pompa (quelle che funzionano ad acqua calda lo hanno, perche c'e' una resistenza che riscalda l'acqua), la pressione a cui la pompa porta il serbatoio e' 100bar. Quando premi il grilletto della lancia la differenza di pressione tra l'uscita del serbatoio e l'atmosfera si tramuta in energia cinetica (c'e' un ugello convergente....
, visti i post su un altro recente argomento, per il quale volevo farti i complimenti, se non altro per la passione e la pazienza da certosino con cui hai raccolto e fornito materiale).
"AndrewX":
Grazie ad entrambi! Allora mi perdevo sul fatto che una pompa non aumenta la pressione del liquido.
Confendevo il tutto con il compressore, l’equivalente della pompa per i gas, che invece mutano anche la pressione del gas su cui lavorano.
Ricapitolando quindi la pompa fa muovere il liquido perché cede energia di moto.
Il compressore fa muovere un gas aumentandone anche la pressione.
Vi sembra corretto?
Direi di no. Direi che il compressore tratta gas comprimibili. La pompa liquidi incomprimibili.
Il risultato dipende dal sistema. Puo esserci un aumento di pressione (pompe che scaricano dentro serbatoi chiusi) o di altezza (pompe che trasferiscono il fluido da serbatoi a livelli diversi, o un aumento di velocita' (l'idropulitrice).
Entrambe le macchine conferiscono energia al fluido. Che tipo di energia ritrovi alla mandata dipende dalle condizioni alla mandata stessa.
@Professorkappa
ho capito, grazie per la spiegazione. In quanto a me, sai che quando un argomento mi appassiona mi ci butto , e il materiale che trovo e pubblico serve innanzitutto a me per capire.
Ora speriamo che Andrew sappia andare avanti.
ho capito, grazie per la spiegazione. In quanto a me, sai che quando un argomento mi appassiona mi ci butto , e il materiale che trovo e pubblico serve innanzitutto a me per capire.
Ora speriamo che Andrew sappia andare avanti.
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