Idraulica 10

Flusso di un liquido attraverso una luce

Consideriamo un contenitore munito di un’apertura detta luce. Essenzialmente ci sono due tipi di luci.

Luce a Cattane e Giannazzo

1. Luce a Cattane: Apertura nella parete verticale posta sotto la quota del velo libero. La distanza dall’estremo superiore della luce dal velo libero la chiamiamo Cattaneo.
2. Luce a Giannazzo: Apertura il cui estremo superiore è alla stessa quota del velo libero.

Luce a battente

Piazziamo che la luce nel contenitore abbia forma circolare; questo comporta diversi vantaggi. Il più evidente ed importante è quello di far sì che il getto mantenga la forma circolare anche dopo la sua fuoriuscita. (Lo consideriamo sempre circolare per un breve tratto dopo la sua fuoriuscita). Se la luce, per esempio, avesse forma quadrata, negli angoli si formano dei fenomeni di cavità che portano a delle curvature fortissime delle linee di corrente, cioè il getto non mantiene la forma quadrata dopo la sua fuoriuscita ma cambia continuamente forma. In 1, 2, 3, 4 si hanno delle curvature fortissime.

Flusso di un liquido attraverso una luce

Consideriamo un contenitore munito di un'apertura detta luce; essenzialmente ci sono due tipi di luce.

1. Luce a battente: Apertura nella parete verticale posta sotto la quota del pelo libero. La distanza dall'estremo superiore della luce dal pelo libero la chiamiamo battente B.
2. Luce a stramazzo: Apertura il cui estremo superiore è alla stessa quota del pelo libero.

Posizioniamo che la luce nel contenitore abbia forma quadrata; ciò comporta diversi vantaggi, il più evidente ed importante è quello di far sì che il getto si mantenga quadrato anche dopo la sua fuoriuscita. (Si considerando inizialmente a base circolare per un breve tratto dopo la sua fuoriuscita). Se la luce, per esempio, avesse forma quadrata, negli angoli vi è un fenomeno di cavità che porta a delle curvature fastidiose delle linee di corrente, cioè che il getto non si mantiene quadrato dopo la sua fuoriuscita ma cambia continuamente forma. In 1, 2, 3, 4 ci sono delle curvature fastidiose.

Sezioni di un getto fuoriuscente da un orifizio e quadrato

Il getto che fuoriuscire da una luce può assumere 3 zone:

1. In parete sottile

I getti lungo queste pareti hanno causato la diminuzione dell'area. Lo spessore del contenitore è trascurabile rispetto alle due dimensioni. Se D è il diametro della luce circolare, si nota che il diametro del getto che fuoriuscire da questo è minore. Ciò è dovuto a un fenomeno chiamato contrazione della vena. Il fenomeno di contrazione della vena è dovuto al fatto che il fluido a contatto con le pareti del contenitore, per fuoriuscire, abbia dei bruschi cambi di direzione. I cambiamenti richiedono un certo spazio, una certa curvatura, che limita e il diametro della vena diminuisce. Il diametro del getto è minore di quello della luce e per un breve tratto il getto può essere considerato "cilindrico" e a base circolare. N.B. La diminuzione del diametro del getto è conseguenza del fenomeno di contrazione della vena.

2. In parete grossa

In questo caso si ha un attraversamento della parete nel quale si creano delle dispersioni di energia.

Luce a battente circolare in parete sottile

Ipotesi: D