Ugello (idraulica)

Ugello in idraulica è il terminale di un tubo convergente percorso da un fluido. È caratterizzato dall'avere due diametri: uno maggiore e l'altro minore. Il fluido passa dal diametro più grande a quello più piccolo e, grazie all'effetto Venturi, la velocità aumenta con il diminuire della pressione. Serve a trasformare l'energia che possiede il fluido in energia cinetica.

Ugello idraulico

Caratteristiche

Ugello con 2 sezioni

Considerando le due sezioni, la 1 (quella con il diametro maggiore) e la 2 (con il diametro minore), per la legge di conservazione della portata massica, la portata Q₁ della sezione 1 sarà uguale alla portata Q₂ della sezione 2. Per definizione della portata possiamo scrivere:

$Q=Q_1=Q_2\Rightarrow v_1\cdot {\mathrm{\Omega }}_1=v_2\cdot {\mathrm{\Omega }}_2$

La velocità della sezione minore sarà data da:

$v_2=\frac{Q}{{\mathrm{\Omega }}_2}$

Tuttavia, per poter calcolare la velocità di uscita v₂ in relazione alla pressione che agisce sulla sezione 1, dobbiamo ricorrere all'equazione di Bernoulli, ipotizzando che le dissipazioni siano trascurabili e che l'energia totale della sezione 1 sia uguale a quella della sezione 2:

$z_1+\frac{p_1}{\gamma }+\frac{v_1^2}{2g}=z_2+\frac{p_2}{\gamma }+\frac{v_2^2}{2g}$

Facendo alcune considerazioni:

• Il dislivello è nullo o talmente piccolo da essere trascurabile, cioè z₁=z₂
• P₂/γ è nullo perché non si considera la pressione atmosferica esterna
• v₁² si trascura perché molto piccolo rispetto alla pressione nella stessa sezione

possiamo scrivere: $v_2=\sqrt{2g\frac{p_1}{\gamma }}$

Che corrisponde alla velocità torriceliana, derivante dalla legge di Torricelli.

Bibliografia

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