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Equazione di Bernoulli


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Salve a tutti,

ho un libro di aerotecnica che non spiega molto bene difatti non ho capito molto di questo argomento, il mio libro con delle lettere in un capitolo la usa in un modo e nell'altro in un altro modo !! Qualcuno potrebbe spiegarmi A cosa serve e in quali casi viene usata ??

Grazie a tutti :)

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l'equazione di bernulli: P+pgh+1/2p V*=k *=2 k=costante

significa pressione più densità dell'aria per gravità per altezza più mezza densità dell'aria per velocità al quadrato dimostra come un fluido che possiede una certa velocità e una certa pressione e quindi una certa energia, man mano che la velocità aumenta la pressione "perpendicolare" alla velocità diminuisce e viceversa.

pensiamo agli ugelli di un aereo, come saprai si restringono verso l'uscita perché cosí la velocità (spinta) aumenta e la pressione contro le pareti dell'ugello diminuisce. in questo modo a parità di energia prodotta la spinta è maggiore.

il principio vale anche per il profilo alare, infatti il dorso è più lungo del ventre e cosí l'aria che lo percorre sopra deve essere più veloce di quella sotto creando una zona di bassa pressione sul dorso, mentre sotto c'è una zona di alta pressione. ciò crea portanza dato che l'aereo viene spinto verso l'alto.

l'altra equazione è P+1/2pV*=k

in questo caso l'intervallo di altezza è pari a 0 perciò rende nullo il monomio centrale.

Edited by meason
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Grazie della risposta, mi hai chiarito le idee ora ! NOn avevo capito il punto dove la velocità aumenta e la pressione perpendicolare diminuisce !! Ma questa equazione viene usata solo negli ugelli e sui profili alari ? o si può anche usare in altri determinati casi%

Edited by Aermacchi
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principalmente negli ugelli:

per i profili alari dire che vige l'equazione di bernoulli è una "licenza poetica": in realtà tutto si basa sul principio di azione-reazione: il profilo alare facendo deviare il flusso sottostante l'ala verso il basso ne perturba la quantità di modo: per il principio dell'azione-reazione di conseguenza l'ala riceve una spinta verso l'alto.

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Si scusa pensavo a una cosa ne ho scritto un'altra: tubo di Venturi, non tubo di Pitot. Per l'effetto Venturi l'aria in un tubo di Venturi accelera e perde pressione. Se siamo in un sistema di alimentazione a carburatore, la depressione così ottenuta risucchia carburante dalla vaschetta nello spruzzatore.

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  • 3 weeks later...

Ahh si si adesso ho capito !! Quidni il tubo di venturi si potrebbe utilizare come " modifica" Anche su una vettura o motorino ?? ke ne pensate ??

 

Guarda non so se lo sai, ma prima degli iniettori, degli scooters, dell'elettronica e del grande fratello, ci fu un tempo in cui si andava proprio a carburatore e i motorini andavano a "miscela" (che trovavi al distributore e te la facevano al 2, 3, 4, 5...) e i motorini si truccavano cambiandogli il carburatore e mettendoglici un "19", o un "22"...

Edited by Vultur
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Si si difatti stavo proprio vedendo su un libro la spiegazione di una modifica e parlava proprio di questo, mi sto accorgendo che lo studio dell'aerotecnica è da tutte le parti :D ( le ferrari hanno profili alari a più non posso e i motorini all'interno hanno un funzionamento che rispecchia il tubo di venturi )

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Si, il risucchio causato dall'effetto Venturi richiama il carburante. Gli iniettori c'erano anche prima, ma per l'autotrazione il carburatore era enormemente diffuso secondo me era meglio perchè era più facile metterci le mani.

Edited by Vultur
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"Esistono aerei a carburatore"????

 

Ma forse sono io che non riesco a rendere l'idea: il carburatore era/è ancora dappertutto. Oggi meno perchè ci sono gli iniettori, ma il carburatore è ancora abbastanza diffuso.

 

I "piccoli" motori aeronautici di Aviazione Generale degli aerei leggeri (circa 200 cavalli) sono per la stragrande maggioranza a carburatore. Vedi il Lycoming del Cessna 172. Il carburatore è fondamentale per la "carburazione" cioè quel processo in cui la benzina passa in pratica allo stato gassoso (particelle microscopiche) e si miscela a quel gas che è l'aria con un rapporto ben preciso che è detto "Titolo stechiometrico" e il titolo è il rapporto in grammi aria/benzina che compone la miscela che a valle del carburatore va al motore, cioè va ad accendersi (in pratica scoppiando e dilatandosi, da cui le quattro fasi dei motori quattro tempi) nei cilindri.

 

Il carburatore è una parte fondamentale perchè forma la miscela aria/benzina per i cilindri. Come potrai vedere dappertutto e come ho scritto sopra, una parte del dotto di aspirazione del carburatore si restringe a un certo punto in un "Tubo Venturi". Come abbiamo detto, un restringimento causa una depressione e un aumento della velocità del fluido che lo attraversa.

In questo caso, la depressione dell'aria nel tubo Venturi non solo la accelera verso i cilindri, ma risucchia carburante da una parte del carburatore detta "vaschetta". Il risucchio causa anche l'accelerazione della benzina e soprattutto la sua vaporizzazione.

Però succede anche un'altra cosa (sfruttata anche dal principio che fa funzionare i frigoriferi) ed è questa: la depressione causata dal tubo Venturi, causa anche un'espansione dell'aria nel punto in cui essa è accellerata nel tubo Venturi e come saprai, un'espansione causa raffreddamento.

A questo calo di temperatura della miscela a valle del carburatore vanno aggiunti anche l'ulteriore raffreddamento dell'aria causato dalla vaporizzazione e successiva evaporazione della benzina (lo stesso principio in base al quale il sudore evaporando raffredda la pelle e il corpo) e il calo di temperatura dovuto per esempio all'alta quota, o a un clima freddo.

 

A questo punto, a seconda della quantità di vapore acqueo contenuto nell'aria aspirata (umidità), se questo raffreddamento (che guarda che può abbassare la temperatura della miscela nel carburatore anche di più di 20 gradi!) riesce a portare la temperatura fino al di sotto del punto di rugiada dell'aria, il vapore acqueo inizia a condensare in gocce d'acqua. Cioè non è strettamente necessario che l'aria circostante sia sotto zero, ma basta che il raffreddamento causato del tubo Venturi e dall'evaporazione della benzina nel carburatore porti la miscela a una temperatura inferiore a quella del punto di rugiada dell'aria di quel giorno che sulle pareti il vapor acqueo condensato in gocce inizia a gelare formando ghiaccio (vapor acqueo > gocce > ghiaccio, i tre stati fisici dell'acqua). Tradotto: l'umidità dell'aria ghiaccia nel condotto e ti frega e ti frega di brutto.

 

Risultato. A valle del carburatore la miscela ti si può raffreddare a tal punto che inizia a formarsi ghiaccio sulle pareti dentro il condotto e alla fine il ghiaccio così formatosi ti impedisce alla miscela aria/benzina di arrivare al motore che ti si spegne e non è bello perdere il motore mentre voli ti pare? Si sbatte per terra.

Motivo per cui c'è il fondamentale impianto di riscaldamento (preriscaldamento) dell'aria inviata al carburatore e devi imparare a capire come e quando usarlo.

 

 

Con il ghiaccio è un problema di spessori sulle pareti del condotto. Logico che se tu con la manetta decidi, per ridurre i giri, di chiudere il condotto tramite la "farfalla" che regola la quantità di miscela da inviare ai cilindri, questo ulteriore restringimento causerà un maggior effetto Venturi, una maggiore depressione dell'aria, una sua maggior accelerazione e un suo maggiore raffreddamento. Quindi, i regimi che favoriscono la formazione di ghiaccio sono quelli caratterizzati da un basso numero di giri (ridotta potenza erogata). Se apri la farfalla invece si ha il fenomeno opposto e il ghiaccio sarà sfavorito.

Edited by Vultur
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  • 3 weeks later...
  • 3 months later...

l'equazione di Bernoulli nelle sue varie forme, comprimibile, incomprimibile instazionaria etc... si usa oltre che in prese d'aria, ugelli, rubinetti di serbatoi, valvole cardiache artificiali, condotti di ventilazione, campo navale, turbine, e tanti altri campi che non sono legati solo all'ingegneria aerospaziale ma anche civile, meccanica, e in generale in campi che non sono legati affatto all'ingegneria, come la medicina.

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  • 1 year later...

 

 

l principio vale anche per il profilo alare, infatti il dorso è più lungo del ventre e cosí l'aria che lo percorre sopra deve essere più veloce di quella sotto creando una zona di bassa pressione sul dorso, mentre sotto c'è una zona di alta pressione. ciò crea portanza dato che l'aereo viene spinto verso l'alto.

 

Scusate l'ignoranza in materia ma mi è sorto un dubbio. E nel volo rovesciato? come si comporta il profilo alare? come genera portanza visto che l'aria scorre più velocemente sul dorso ?

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Non c'è una sola risposta perché non c'è un solo aereo.

Non sono un esperto aerodinamico, ma l'aereo per avere prestazioni ottimali in volo rovesciato (cosa per cui NON tutti gli aerei e non tutti i motori sono certificati) dovrebbe avere un profilo alare simmetrico (in soldoni uguale sopra e sotto).

Altri aerei invece, anche con un profilo alare classico, possono volare rovesciati. Come fanno? Boh.

Il sistema che conosco è molto semplice: l'aereo vola rovesciato a coda in giù e muso in su. In questo modo, l'angolo di incidenza assume valori negativi, quindi l'ala diventa deportante, ma siccome siamo rovesciati l'ala porta. Infatti l'angolo di incidenza NON è l'angolo che la corda alare fa con l'orizzonte, questo si verifica solo nel volo livellato. L'angolo di incidenza è l'angolo che la corda alare fa con il vento relativo e può variare continuamente a seconda di come l'ala e il vento si incontrano.

Inoltre bisogna ricordare che in un aereo "normale" il piano di coda è deportante. Se l'aereo si rovescia il piano di coda diventa portante. Da non dimenticare poi gli effetti del vento dell'elica (nei monomotori ad elica) sul piano di coda in pratica la corrente dell'elica aumenta l'efficienza del piano di coda.

Edited by Vultur
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Non credo che è la sola risposta possibile.

 

Un altra cosa che aggiungo riguardo al ghiaccio nel condotto del carburatore: se passa poca aria perché il carburatore è congelato, da ciò che so io la miscela assume un rapporto combustibile/aria troppo alto, è troppo "ricca" di combustibile, per cui tutto l'eccesso di combustibile non detonato nei cilindri cosa fa? Si incendia e il motore prende fuoco.

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Scusate l'ignoranza in materia ma mi è sorto un dubbio. E nel volo rovesciato? come si comporta il profilo alare? come genera portanza visto che l'aria scorre più velocemente sul dorso ?

 

 

Semplicemente non è più vero che l'aria scorra più velocemente sul dorso...

La portanza ovviamente non è legata solo al fatto che il profilo sia più “piatto” sul ventre e “curvo” sul dorso, tanto che possono generare portanza anche profili biconvessi e anche quelli piatti come una tavola.

Basta avere un opportuno angolo di incidenza e anche un’ala capovolta genera portanza.

Un profilo alare altro non è che una distribuzione di spessori lungo una linea che può essere rettilinea (in questo caso il profilo è simmetrico) o opportunamente incurvata.

 

Lo scopo dell’ala è generare un differenziale di pressione fra sopra e sotto, ma la cosa può anche essere vista (per il principio di azione e reazione) come un deviare verso il basso l’aria che investe l’ala (l’aereo verrà così spinto in alto). Per aumentare questo effetto posso incurvare di più il profilo (guarda caso quello che può essere fatto con gli ipersostentatori) e anche aumentare l’angolo di incidenza.

 

Non limitiamoci ad applicare Bernoulli pensando all’aria che fa più strada sopra perché il profilo è convesso.

Con un angolo di incidenza negativo opportuno posso comunque fargli fare più strada sotto e generare deportanza.

Sia la curvatura del profilo che l'incidenza vengono utilizzate per deviare l'aria verso il basso e quindi se l’aereo vola capovolto semplicemente avrò eventualmente bisogno di un angolo di incidenza più elevato di quando vola dritto per compensare l’eventuale curvatura dei profili (in un’ala questi saranno ottimizzati per sostenere il velivolo quando è dritto).

 

Grazie all'incidenza anche nel volo capovolto le linee di flusso non saranno dissimili da quelle che si vedono nel disegno sotto.

 

ali1.gif

 

Ferme restando eventuali altre limitazioni dettate dalla progettazione della struttura o di alimentazione del motore, tutti gli aerei possono generare deportanza oppure possono volare capovolti (sempre ammesso che non stallino prima di riuscire a equilibrare il peso).

 

Comunque, senza tornare su questi concetti in questa discussione, basta fare una ricerca perché nel forum se n’è parlato molto in questi anni.

Per esempio qui.

 

http://www.aereimilitari.org/forum/topic/5231-portanza/

 

 

Sia chiaro comunque che l'aria non è un fluido perfetto e in realtà sul dorso scorre più velocemente di quanto ci direbbe Bernoulli con la conseguenza che la portanza è in realtà maggiore d quella così calcolabile.

Edited by Flaggy
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