Il flusso d’acqua in un condotto
aperto a sezione rettangolare
Alberto Stefanel
Fisica CS AGR-STAL
Università degli Studi di Udine
Il condotto è disposto con il fondo orizzontale (controllo con la livella)
Appena lanciata la farina: i granelli di farina sono in linea
(cadono tutti sulla stessa linea ortogonale alle sponde.
Dopo 17/100 s la parte centrale sopravanza nettamente quella sui lati
Dopo 35/100 s il forte della farina che avanza ha assunto un profilo
curvilineo.
Il modello
F frenante dovuta
all’elemento di fluido
che si muove a v minore
- (vi-vi-1)
 (vi+1-vi)
F trainante dovuta
all’elemento di fluido
che si muove a v
maggiore
Ciascun elemento di fluido accelera inizialmente tende poi a raggiungere una velocità
stabile (a regime) che cresce dal bordo (elemento di fluido a x=-50 e dove v=0 ad ogni
istante) e il centro del flusso (x=0 e dove v è la più alta)
Il profilo delle velocità è
inizialmente appiattito e
tende progressivamente ad
assumere un andamento
parabolico (in figura è
riportato il fit quadratico
del profilo a t=100 ua)
Questo particolare profilo
rende conto del profilo
messo in evidenza dalla
farina trascinata dal flusso
d’acqua
Come cambia il flusso se la sezione del flusso non è a profondità costante?
Si potrebbe ripetere l’analisi tenendo conto non solo dell’influenza del
bordo laterale del condotto, ma anche di quella del fondo.
Si troverebbero profili di velocità asimmetrici per una sezione del flusso
triangola come in figura.
Il profilo del condotto
Il profilo del Tagliamento al ponte di Braulin
Il profilo è asimmetrico,
più spostato verso la parte
più profonda del flusso,
come c’era da aspettarsi in
base al modello
Il profilo è asimmetrico, più
spostato verso la parte più
profonda del flusso, come c’era da
aspettarsi in base al modello