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Calcolatore della Portata di Orifizi

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Che cos'è un orifizio? Che cos'è la portata di un orifizio?Come calcolare la portata di un orifizioEsempio: Come utilizzare il calcolatore della portata di orifiziFAQ

Il calcolatore della portata di orifizi calcola la portata del liquido scaricato da un serbatoio attraverso un orifizio. In parole povere, l'orifizio è un foro o un'apertura che permette di controllare o limitare un flusso.

Un orifizio tarato misura e controlla la portata di gas e liquidi ed è ampiamente utilizzato nella meccanica dei fluidi: apparecchiature idrauliche, compressori, serbatoi, fognature, dighe e stramazzi. Gli orifizi vengono utilizzati anche per creare un differenziale di pressione in un flusso.

Continua a leggere per capire come questo calcolatore aiuta a determinare la portata attraverso un orifizio.

Che cos'è un orifizio? Che cos'è la portata di un orifizio?

Un orifizio è una piastra con un foro, viene attaccato all'uscita o inserito all'interno di un tubo in modo che il flusso passi attraverso esso. Il diametro e l'area di un orifizio, solitamente di forma circolare, sono noti perché il flusso possa essere regolato. Quando il fluido passa attraverso un orifizio, la pressione nel tubo si riduce. Questo fenomeno viene utilizzato anche per analizzare le caratteristiche di un fluido.

In termini matematici, l'equazione del flusso di un orifizio fornisce la portata, QQ, data l'area dell'orifizio, AA:

Q=Cf×A×2gHQ = C_f \times A \times \sqrt{2gH}

dove:

  • CfC_f — Coefficiente di flusso;
  • ggAccelerazione dovuta alla gravità della Terra (m/s2\text{m/s}^{2}); e
  • HH — Distanza al centro, cioè la distanza tra il livello del fluido e il centro del foro dell'orifizio.

Per calcolare il coefficiente di flusso 🇺🇸, CfC_f, si utilizzano diversi parametri: diametro dell'orifizio, dd, accelerazione dovuta alla gravità, profondità idraulica e viscosità cinematica del fluido, ν\nu. Lo possiamo esprimere come:

Cfd×gHνC_f \propto \frac{d\times\sqrt{gH}}{\nu}

Come calcolare la portata di un orifizio

Per stimare la portata di un orifizio, usa l'equazione di cui sopra:

  1. Inserisci il diametro dell'orifizio, dd;

  2. Il calcolatore calcolerà l'area dell'orifizio, AA;

  3. Inserisci il coefficiente di flusso, CfC_f;

  4. Inserisci la distanza al centro, HH;

  5. L'accelerazione dovuta alla gravità, gg, è già compilata — è uguale a 9, ⁣81 m/s29,\!81\ \text{m/s}^2. La puoi modificare espandendo la sezione "Accelerazione gravitazionale" nella parte inferiore del calcolatore; e

  6. Il calcolatore della portata di orifizi ti restituirà la portata dell'orifizio, QQ.

Esempio: Come utilizzare il calcolatore della portata di orifizi

Ora determiniamo la portata di un orifizio con un diametro di 50 mm50 \text{ mm} e una distanza al centro di 200 mm200 \text{ mm}. Diciamo che il coefficiente di flusso, CfC_f è uguale a 0, ⁣80,\!8.

Per stimare la portata dell'orifizio:

  1. Inserisci il diametro dell'orifizio, d=50 mmd = 50 \text{ mm};

  2. Il calcolatore calcolerà l'area dell'orifizio, AA;

  3. Inserisci il coefficiente di flusso, Cf=0, ⁣8C_f = 0,\!8;

  4. Inserisci la distanza al centro, H=200 mmH = 200 \text{ mm};

  5. L'accelerazione dovuta alla gravità, gg, è uguale a 9, ⁣81 m/s29,\!81\text{ m/s}^2; infine

  6. Applica l'equazione della portata di un orifizio:

Q=Cf×A×2gH=0,8×0,00196 35×2×9,81×0,2=0,0031 m3/s\quad\scriptsize \begin{aligned} Q &= C_f \times A \times \sqrt{2gH} \\ &= 0,\!8 \times 0,\!00196\ 35 \times \sqrt{2\times 9,\!81 \times 0,\!2} \\ &= 0,\!0031\ \text{m}^3/\text{s} \\ \end{aligned}
FAQ

Che cos'è un orifizio?

Un orifizio è una piastra piatta con un foro in mezzo. Viene fissata all'interno di un tubo o in corrispondenza di un'uscita per creare un differenziale di pressione nel flusso del fluido.

Che cos'è la portata di un orifizio?

La portata di un orifizio è il volume di un fluido che attraversa un orifizio per unità di tempo. In termini matematici, può essere scritta utilizzando l'equazione del flusso di un orifizio:

Q = Cd × A × √(2×g×H).

Come si calcola la portata di un orifizio?

Per calcolare la portata del fluido che passa attraverso un orifizio:

  1. Moltiplica l'accelerazione gravitazionale, g, per la distanza al centro, H. Quest'ultima è la distanza verticale tra il livello del fluido e il centro del foro dell'orifizio;
  2. Moltiplica il risultato per 2;
  3. Trova la radice quadrata di questo prodotto; e infine
  4. Moltiplica il risultato per l'area dell'orifizio, A, e il coefficiente di flusso, Cd.

Quali fattori influenzano il coefficiente di flusso?

Il coefficiente di flusso è una funzione di variabili quali il diametro dell'orifizio, d; l'accelerazione dovuta alla gravità, g; la profondità idraulica, H; e la viscosità cinematica del fluido, ν. In termini matematici:

Cd ∝ d × √(gH) / ν.

Labeled image showing flow through an orifice in a tank.

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