Spinta di archimede
sto pensando di riportare a galla una vecchia chiatta (di quelle per il trasporto delle auto o camion per intenderci) e vorrei evitare i costi complessi di una gru per il recupero.
pensavo pertanto di immettere nello scafo,che in linea di massima è in buono stato ,aria in quantità sufficiente per farlo riemergere.
attualmente si trova a 20 mt di profondita in una località marina
lo scafo è in acciaio di 30mt x10mtx2mt di altezza e certamente è pieno di acqua che si dovrà espellere con l'aria
a che pressione dovrei riempirlo per avere una spinta sufficente a farlo risalire in superficie, considerando anche che probabilmente non sarà a perfetta tenuta stagna e avrà delle perdite di aria,diciamo del 10%?
di che dimensioni e di quale potenza dovrebbe essere il compressore per l'aria?
potrei avere delle formule per calcolare il tutto ?
grazie per le evntuali risposte
pensavo pertanto di immettere nello scafo,che in linea di massima è in buono stato ,aria in quantità sufficiente per farlo riemergere.
attualmente si trova a 20 mt di profondita in una località marina
lo scafo è in acciaio di 30mt x10mtx2mt di altezza e certamente è pieno di acqua che si dovrà espellere con l'aria
a che pressione dovrei riempirlo per avere una spinta sufficente a farlo risalire in superficie, considerando anche che probabilmente non sarà a perfetta tenuta stagna e avrà delle perdite di aria,diciamo del 10%?
di che dimensioni e di quale potenza dovrebbe essere il compressore per l'aria?
potrei avere delle formule per calcolare il tutto ?
grazie per le evntuali risposte
Risposte
ciao, sto studiando idraulica proprio in questo periodo. Per ora mi limito a precisarti che la spinta di archimede non è in funzione della pressione dell'aria che immetti dentro allo scafo.
"Un corpo immerso in un fluido è soggetto a una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del volume del liquido spostato."
Poi quanta pressione che il compressore deve dare all'aria per riuscire a immettere questa nello scafo che è a 20 mt quello è un altro discorso.
Comunque facendo 2 conti:
$p_(aria)>=gamma*20=1,9612 MPa$ (non ho le tabelle sotto mano per farti la semplice conversione a bar, o atmosfere...)
PS: ($gamma=9806 N/m^3$ per acqua non salata, per la salata dovrebbe essere di più, puoi assumere a titolo precauzionale 10000. I prossimi calcoli li ho comunque fatti con $9806 N/m^3$ )
Poi con un altro paio di conti:
$F_(peso)=8000*V_(a)*g$ (ho assunto il peso specifico dell'acciaio come $8000 (kg)/m^3$) ($V_(a) =$ volume pieno in acciaio che senza disegni non sò quanto sia; $g=9,806 m/s^2$)
Quindi per portare a galla sto parallelepipedo di acciao non pieno (ripeto, purtroppo senza un minimo di schema ho assunto una figura di quel tipo) devi avere una forza di archimede:
$F_a>=F_(peso)$
$9806 (V_a + V_(aria)) >= 78448 V_a$
ora sta a te giocare con quanta aria inserire (come vedi con archimede si gioca con la volumetria di quest'ultima) e sopratutto come inserirla (ad esempio tramite come è fatto il corpo dovresti vedere dov'è il baricentro di massa e quello di volume, infatti se questi non sono messi in un certo modo mentre il corpo risale questo potrebbe rovesciarsi per via di una rotazione. Ci sono molti aspetti da guardare oltre alla semplice spinta di archimede..). Senza disegni e con queste info non riesco a far di più.
"Un corpo immerso in un fluido è soggetto a una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del volume del liquido spostato."
Poi quanta pressione che il compressore deve dare all'aria per riuscire a immettere questa nello scafo che è a 20 mt quello è un altro discorso.
Comunque facendo 2 conti:
$p_(aria)>=gamma*20=1,9612 MPa$ (non ho le tabelle sotto mano per farti la semplice conversione a bar, o atmosfere...)
PS: ($gamma=9806 N/m^3$ per acqua non salata, per la salata dovrebbe essere di più, puoi assumere a titolo precauzionale 10000. I prossimi calcoli li ho comunque fatti con $9806 N/m^3$ )
Poi con un altro paio di conti:
$F_(peso)=8000*V_(a)*g$ (ho assunto il peso specifico dell'acciaio come $8000 (kg)/m^3$) ($V_(a) =$ volume pieno in acciaio che senza disegni non sò quanto sia; $g=9,806 m/s^2$)
Quindi per portare a galla sto parallelepipedo di acciao non pieno (ripeto, purtroppo senza un minimo di schema ho assunto una figura di quel tipo) devi avere una forza di archimede:
$F_a>=F_(peso)$
$9806 (V_a + V_(aria)) >= 78448 V_a$
ora sta a te giocare con quanta aria inserire (come vedi con archimede si gioca con la volumetria di quest'ultima) e sopratutto come inserirla (ad esempio tramite come è fatto il corpo dovresti vedere dov'è il baricentro di massa e quello di volume, infatti se questi non sono messi in un certo modo mentre il corpo risale questo potrebbe rovesciarsi per via di una rotazione. Ci sono molti aspetti da guardare oltre alla semplice spinta di archimede..). Senza disegni e con queste info non riesco a far di più.
piuttosto che immettere aria nello scafo io penserei a utilizzare dei "palloni" gonfiabili. Perchè se uno scafo affonda è perchè ha una falla, e se questa falla è grande, difficilmente sarà possibile immettere aria in modo da equilibrare quella che esce, a meno di non tappare il più possibile le falle prima di procedere...
"boba74":concordo, quanto scritto sopra comunque resta lo stesso
piuttosto che immettere aria nello scafo io penserei a utilizzare dei "palloni" gonfiabili. Perchè se uno scafo affonda è perchè ha una falla, e se questa falla è grande, difficilmente sarà possibile immettere aria in modo da equilibrare quella che esce, a meno di non tappare il più possibile le falle prima di procedere...
prendendo per buoni i calcoli di zannas, anzichè pompare aria direttamente nello scafo (che non sai come fare e per quanto tempo ci resta), bastano uno o più palloni che una volta gonfi siano almeno pari al volume di aria ottenuto dai calcoli (e da lì l'aria non esce....).
Credo che esistano tali palloni, e dovrebbero essere fatti apposta perchè ogni tanto si vedono in qualche film...
Credo che esistano tali palloni, e dovrebbero essere fatti apposta perchè ogni tanto si vedono in qualche film...
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