Citazione:
Originalmente inviato da Mach .99  lo pneumatico prescinde dal principio di bernoulli.
io ti credo, ma allora per lo stesso motivo/principio fisico della portanza (sempre che sia valido Bernoulli), nel venturi del carburatore ci dovrebbe essere caldo.
invece si ghiaccia, come lo spieghi? eppure li ci passa aria parecchio veloce. |
Lo spiego con un bilancio energetico.
Anche nel carburatore lo strato limite che lambisce le pareti del venturi è soggetto ad una resistenza viscosa (attrito viscoso). Quindi, tale resistenza, come tutte le resistenze è di tipo dissipativo e tende a creare dispersione o trasformazione d'energia in calore.
Trasforma l'energia cinetica del fluido, principalmente dello strato limite, in calore. Perchè tenderebbe a rallentarlo. Ripeto le forse viscose tra gli strati di fluido nonchè gli urti tra molecole di fluido che si mischiano caoticamente tendo a dissipare energia cinetica e trasformarla in calore.
Una piccola parte dell'energia che crea e spende il motore mentre va, serve a controbilanciare questa dispersione che altrimenti tenderebbe a ostacolare fino a fermarlo il flusso d'aria in entrata al motore. E in effetti quando lo spegni e arresti il moto dei pistoni, ovviamente, il flusso in entrata si ferma (non solo perchè non c'è più depressione creata dal moto d'aspirazione dei pistoni o in caso di sovralimentazione la sovrapressione del compressore), o meglio, pian piano (si fa per dire) si smorza.
Il raffreddamento dell'aria a cosa è dovuto allora?
Al fatto che, come giustamente dici, nel punto di minima sezione del venturi, la velocità è massima e la pressione minima (Bernoulli docet).
Ora, sempre come giustamente dici, in caso di trasformazione isocora (volume costante. Ma qui dovremmo dire portata d'aria costante nella sezione di passaggio) e adiabatica (scambio d'energia con l'ambiente uguale a zero) se si abbassa la pressione, cala la temperatura. Il rapporto tra pressione e temperatura deve rimanere costante.
Di fatto la trasformazione non è adiabatica. La trasformazione adiabatica è una trasformazione ideale e aggiungerei impossibile.
Di fatto, il fluido (aria) che mentre entra nel motore si raffredda, richiama calore dalle pareti del condotto con cui viene a contatto (Sempre postulato di Clausis: il calore va dal corpo più caldo al più freddo). Per questo anche il carburatore si raffredda.
Ora, ritorniamo al bilancio energetico.
Essendo maggiore il raffreddamento dovuto all'abbassamento di temperatura del fluido rispetto al riscaldamento dovuto alla frizione di questo contro le pareti del venturi, il carburatore tende a raffreddarsi.
Per scaldarsi, forse, l'aria dovrebbe entrare nel venturi con flusso sonico o supersonico.
Ma non lo può fare. In corrispondenza di velocità sonica, nella sezione minima di fatto è come se si creasse una barriera che impedisce all'aria d'accelerare ulteriormente.
Non chiedermi di preciso quale sia il principio anche se penso proprio sia dovuto al crearsi di onde di pressione come accade per gli aerei (muro del suono).
In alcune applicazioni (non nei carburatori) la cosa in effetti è sfruttata per ottenere una portata d'aria costante a parità di altre grandezze che possono variare.
Se vuoi "scavalcare" il problemi ti occorrono venturi speciali penso detti ugelli supercritici o ugello De Laval. Se non sbaglio li usano negli eiettori delle turbine a vapore.
Ma sono pronto a scommettere che in casi di velocità soniche o supersoniche, il fluido invece che raffreddarsi inzia a scaldarsi.
La frizione del flusso e probabilmente anche l'instaurarsi di onde di pressione tendono a scaldare la faccenda.
Ripeto, SR-71 e MIG-25 in volo a oltre Mach 3 si scaldavano per attrito con l'aria eccome.
Il MIG-25 penso avesse anche un sistema d'iniezione d'acqua sul bordo d'attacco per raffreddare.
SR-71 addirittura si dilatava e ciò serviva a mandare in tenuta stagna i serbatoi che invece, al decollo, perdevano come colabrodo.
Penso che anche il Concorde, quando volava supersonico, tendesse a scaldarsi.