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Rilievi sperimentali e simulazione numerica del flusso di una miscela acqua-aria in un ugello ad asse orizzontale

Pubblicazione


Autore: C. De Bortolo

Collana: AA - 1999 Genova - MIS - MAC – VI Metodi di Sperimentazione nelle Macchine

Note:
Questo lavoro rappresenta la fase iniziale di un programma di ricerca che ha per obiettivo la caratterizzazione delle prestazioni globali delle pompe operanti in rotazione inversa (PAT) in presenza di flussi bifase liquido-gas. L’articolo presenta i risultati di un’indagine teorico-sperimentale condotta sul flusso di una miscela acqua-aria in un ugello convergente ad asse orizzontale, al variare del rapporto di miscela (percentuale in massa di aria compresa tra 0,03% e 0,1%) del rapporto di espansione.
L’apparato sperimentale ed in particolare il sistema di iniezione sono stati realizzati in modo da ottenere il più possibile un regime di flusso con bolle di aria omogeneamente disperse. I rilievi di spinta esercitata dal getto bifase su di una lastra piana perpendicolare al flusso sono stati registrati al variare delle condizioni operative. I risultati sperimentali sono stati in seguito confrontati con quelli ottenuti da simulazioni numeriche effettuati con un codice di calcolo appositamente implementato. Tenendo conto delle incertezze sperimentali è risultato che i valori predetti dal modello sono in buon accordo con le misure. Il codice è stato così utilizzato per calcolare, al variare del rapporto di miscela e del rapporto di espansione, l’indice della trasformazione politropica di espansione della fase gassosa e l’andamento dello slip lungo le diverse sezioni del condotto. Tali risultati sono stati quindi utilizzati, nell’ipotesi che all’interno della macchina il flusso bifase permanga in regime di bolle omogeneamente disperse, per definire il salto motore elaborabile dalla pompa centrifuga operante in rotazione inversa attualmente in prova presso il laboratorio del Dipartimento di Energetica del politecnico di Milano.


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