Meccanica dei fluidi - Ateneonline

468 Capitolo 1 Y. Çengel, J. Cimbala - per l’edizione italiana G. Cozzo, C. Santoro
12.55 In un flusso di Fanno, a causa della resistenza della tubazione, il numero
di Mach passa da 1,8 nella sezione di ingresso a 1,2 nella sezione di
uscita. La temperatura di ristagno TT , la pressione di ristagno pT e l’entropia
s del fluido aumentano, diminuiscono o rimangono costanti?
Analisi Nei flussi di Fanno supersonici, quando il numero di Mach diminuisce,
la temperatura di ristagno TT rimane costante, la pressione di ristagno pT diminuisce
e l’entropia s del fluido aumenta.
Discussione La resistenza delle pareti causa perdite irreversibili che si traducono
in una diminuzione della pressione di ristagno e in un aumento dell’entropia.
La temperatura di ristagno, invece, essendo il moto adiabatico, rimane costante
nella direzione del moto.
12.56 Nel flusso di Fanno subsonico, qual è l’effetto delle resistenze sulla
velocità? E in quello supersonico?
Analisi Per effetto della resistenza delle pareti, la velocità aumenta nel flusso
di Fanno subsonico e diminuisce nel flusso di Fanno supersonico.
Discussione Queste conclusioni, che sembrano in contrasto con quanto suggerito
dall’intuito, derivano dall’andamento della linea di Fanno, che rispetta le
equazioni di conservazione.
12.57 Un flusso di Fanno subsonico accelera, a causa della resistenza delle
pareti, fino a raggiungere lo stato sonico in corrispondenza della sezione di
uscita della condotta. Aggiungendo un tratto di condotta a valle di tale sezione,
nella sezione il moto diventa subsonico, supersonico o rimane sonico? e la
portata di massa aumenta, diminuisce o rimane costante?
Analisi Essendo il moto soffocato, nella sezione di uscita si mantiene lo stato
sonico. Se si aggiunge un altro tratto di condotta, la portata di massa diminuisce.
Discussione Poiché il moto non può diventare supersonico (non esiste una
gola), le condizioni di moto cambiano in modo da mantenere le condizioni
soniche nella sezione di sbocco.
12.58 Un flusso di Fanno supersonico rallenta, a causa della resistenza delle
pareti, fino a raggiungere lo stato sonico in corrispondenza della sezione di
uscita della condotta. Aggiungendo un tratto di condotta a valle di tale sezione,
nella sezione il moto diventa subsonico, supersonico o rimane sonico? e la
portata di massa aumenta, diminuisce o rimane costante?
Analisi Nella sezione di uscita, si mantiene lo stato sonico. Se si aggiunge un
altro tratto di condotta, la portata di massa rimane costante, perché il moto a
monte non ne è influenzato.
Discussione Il valore della portata di massa è fissato dalle condizioni di ristagno
di monte e dalle dimensioni della gola; pertanto, la portata di massa non varia
se aumenta la lunghezza della condotta. Però, aumentando tale lunghezza,
si forma un’onda d’urto.
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