Fisica tecnica- Esercizi Meccanica fluidi

Esercizio 7

È dato un lungo condotto circolare a sezione costante (r = 15 cm), nel quale fluisce

una portata d’acqua di 900 m³/h; la differenza di quota tra i punti 2 e 1, che si trovano

ambedue a pressione atmosferica, è pari a 50 metri. Sapendo che la viscosità dinamica

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µ = 10 kg/(m·s) e che la scabrezza relativa è pari a 0,0002, calcolare (trascurando

eventuali perdite concentrate):

a) la velocità dell’acqua nel condotto;

b) la prevalenza della pompa (espressa in Pa);

c) la potenza elettrica della pompa, considerando un suo rendimento pari a 0,9.

Esercizio 8 2

È dato un condotto circolare a sezione costante (D = 11,3 cm; A = 100 cm )

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come in figura, nel quale fluisce una portata d’acqua (µ=0,07 kg/ms) di 50 m /h.

La pressione nella sezione 1 è pari a 1 bar; la pressione nella sezione 3 è pari a 3

bar.

Si trascurano le perdite nel tratto 1-2, ma si considerano nel tratto 2-3 sia quella

concentrata in 2 (β = 3) sia quelle distribuite. Si chiede di calcolare:

a) la prevalenza che deve fornire la pompa;

b) la potenza meccanica della pompa;

c) la spesa annuale di energia elettrica (costo 0,15 €/kWh)

conseguente all’utilizzo della pompa per 10 ore al giorno in 200

giorni all’anno. Si assuma un rendimento totale della pompa di

0,8.

Esercizio 9

Si consideri un circuito idraulico realizzato come in figura: il condotto circolare ha

una sezione costante con diametro pari a 40 cm. Tra le sezioni 1 e 2 si ha una h = 52 m

differenza di quota pari a 52 metri. A pompa spenta si registra nel condotto una

portata di acqua di 420000 kg/h. Si trascurino le perdite di carico distribuite e si

consideri una perdita di carico concentrata in corrispondenza della pompa (β = 2,5).

Calcolare, a pompa spenta:

a) la velocità del fluido nel condotto;

b) le perdite di pressione concentrate;

c) la pressione che ci deve essere nella sezione 1 per avere una pressione

di 1 bar nella sezione 2. Ipotizzando che la pompa sia in funzione, calcolare la potenza meccanica che questa

deve avere nel caso in cui si voglia portare la pressione nella sezione 2 a 2,5 bar mantenendo invariate rispetto ai

punti precedenti dell’esercizio la pressione nella sezione 1 e la portata.