Ugelli - Pressione e velocità

[bb155]

Qualcuno mi potrebbre spiegare perchè se io diminuisco una sezione di un condotto in cui scorre un fluido questo aumenta di velocità ma diminuisce la pressione?? Se io stringo la sezione di una canna dell'acqua questa esce più velocemente, e fino a qui ci sono, ma se faccio colpire la mia mano dall'acqua percepisco una forza ben maggiore che se non stringegessi il passaggio dell'acqua nella canna, quindi la pressione dovrebbe essere maggiore.

[Steven11]

Quello di cui stai parlando è il famoso effetto Venturi, che deriva dalla legge di Bernoulli.

ma se faccio colpire la mia mano dall'acqua percepisco una forza ben maggiore che se non stringegessi il passaggio dell'acqua nella canna, quindi la pressione dovrebbe essere maggiore

No, perchè con la pressione si intende quella che il liquido esercita sulle pareti della tubatura.
Se riduci l'uscita, l'acqua acquista più velocità, ma questa forza (non è proprio corretto chiamarla così) è orientata verso l'uscita, non contro le pareti della tubatura. Quindi non aumenta la pressione verso il tubo.
Sul fatto che invece la pressione diminuisce, devi ricorrere a ciò che ti dice la teoria: è importante però che la tubature non abbia variazioni di quota, cioè rimanda parallela al terreno.

Se ti serve la dimostrazione diccelo, comunque credo che si trova anche sul web.
Ciao

[Sk_Anonymous]

La risposta sta nello studio dell'equazione di bernoulli... Innanzitutto bisogna distinguere tra pressione statica e pressione totale del fluido: la pressione totale è quella che si misura nel punto di stagnazione(nel punto in cui il fluido raggiunge velocità nulla).

ma se faccio colpire la mia mano dall'acqua percepisco una forza ben maggiore che se non stringegessi il passaggio dell'acqua nella canna, quindi la pressione dovrebbe essere maggiore.

Quella che si misurarerebbe sulla mano non è la pressione statica (quella atmosferica in questo caso) e a dire il vero nemmeno quella totale(dipende dal punto che si considera, l'acqua non raggiunge velocità nulla ma viene deviata); utilizzando l'equazione della quantità di moto si può ricavare approssimativamente la forza totale che il fluido esercita sulla mano.

[bb155]

Quindi se lo volessi vederlo in senso contrario, cioè con un allargamento della sezione potrei dire che il fludido rallentando causa un accumulo di massa che fa umentare la pressione sulle parenti, ma tuttavia "vedendo il fluido" maggiori volumi davanti a se aumenterebbe la portata volumetrica lasciando inalterata la portata massica inziale, se non sbaglio. Ovviamente in caso di conservazione della portata massica.

[Sk_Anonymous]

ma tuttavia "vedendo il fluido" maggiori volumi davanti a se aumenterebbe la portata volumetrica lasciando inalterata la portata massica inziale, se non sbaglio. Ovviamente in caso di conservazione della portata massica.

L'equazione di Bernoulli è valida per fluidi incomprimibili, la variazione di portata volumetrica non c'entra... Se non ti fidi di questa equazione guarda la dimostrazione

[Steven11]

Un consiglio: quando ragioni con l'equazione di Bernuolli non pensare troppo a cosa avviene in realtà, fidati delle equazioni.
Se volessimo testare Bernuolli in laboratorio, vedremmo che i risultati ottenuti si discostano (a volte anche non poco) da quanto dice la teoria.
Questo perchè non abbiamo un liquido perfetto e c'è di mezzo l'attrito.
Quindi mi raccomando: un fluido perfetto non si accumula, l'eccesso che si dovrebbe formare non si forma e se ne va tutto nella cavità più stretta, causando un inevitabile aumento di velocità.

[bb155]

Scusatemi proprio mi sono espresso male e infatti da quello che ho scritto pareva sottointendessi un fluido incomprimibile. In realtà tutto il mio discorso era relatico a un gas comprimibile, o comunque di una sostanza comprimibile. Esempio aria (anche se non è propriamente un gas). Ed è per quello che parlavo di accumulo di massa in caso di allrgamento della sezione, l'obbiettivo comunque era mantenere ra portata massica costante.

[Sk_Anonymous]

Prima ti consiglio di capire cosa avviene per i fluidi incomprimibili che è il caso più semplice... Dall'esempio che hai fatto mi pare che confondi la pressione statica all'uscita dell'ugello con la pressione che il fluido esercita sulla mano; non sono uguali!

[kinder1]

"bb155":Qualcuno mi potrebbre spiegare perchè se io diminuisco una sezione di un condotto in cui scorre un fluido questo aumenta di velocità ma diminuisce la pressione?? Se io stringo la sezione di una canna dell'acqua questa esce più velocemente, e fino a qui ci sono, ma se faccio colpire la mia mano dall'acqua percepisco una forza ben maggiore che se non stringegessi il passaggio dell'acqua nella canna, quindi la pressione dovrebbe essere maggiore.

bb155

rispondo alle due questioni:

1) legame sezione-velocità: credo sia evidente anche a te che il restringimento di sezione deve essere accompagnato da aumento di velocità, per la continuità della portata;
2) caduta di pressione: è evidente che se la velocità aumenta vuol dire che il fluido è soggetto ad un'accelerazione. L'accelerazione richiede una forza; la forza è data dal gradiente di pressione (a meno del segno). Se non ti è chiaro questo punto dillo.

Riguardo la comprimibilità del fluido, sappi che in regime subsonico (velocità minori di quelle del suono alle stesse condizioni termodinamiche) anche un fluido comprimibile risponde similmente ad uno incomprimibile, in prima approssimazione.

La forza che senti quando un getto di fluido impatta sulla mano non è immediatamente correlabile alla pressione nel tubo, perché la forza che senti è generata dalla variazione di quantità di moto del fluido che impattando cambia velocità. Le turbine ad azione funzionano più o meno così. La forza che agisce quindi è proporzionale alla portata massica ed alla variazione di velocità che il fluido subisce nell'impatto. Come vedi la pressione vigente nel tubo non centra niente.

[Xorik]

Ciao a tutti riprendo questa vecchia discussione 1 per non aprirne una nuova e 2 perchè ancora non mi è chiaro perchè la pressione all'uscita dell'ugello è minore della pressione all'ingresso dell'ugello. Grazie!