Ugello
Che cosa è un ugello?
Nel linguaggio tecnico si definisce come ugello o boccaglio un canale convergente per guidare i filetti fluidi della corrente che si stabilisce fra due ambienti a pressione diversa messi in comunicazione fra loro dall'ugello stesso.
Nei motori a reazione l'ugello è invece il componente nel quale si ottiene la spinta propulsiva mediante l'espulsione ad alta velocità di un fluido.
Principio di funzionamento di un ugello (idraulica)
Nel caso di fluidi incomprimibili l'energia di pressione e di livello (geodetica) posseduta dal fluido a monte dell'ugello si trasforma in tutto o in parte in energia cinetica, cioè in aumento di velocità, nell'attraversare l'ugello stesso.
Poiché il volume specifico del fluido è costante, al diminuire della sezione dell'ugello aumenta la velocità del fluido (infatti seguendo la direzione dell'efflusso, l'ugello è sempre convergente).
Indicando con h l'altezza (in metri) della colonna fluida corrispondente all'energia (per unità di peso di fluido) che si vuole trasformare in energia cinetica, in accordo con il teorema di Torricelli, la velocità teorica di efflusso del fluido è data dalla formula:
in cui g (= 9,81 m/s2) l'accelerazione di gravità; in pratica le perdite per attrito e turbolenza riducono tale velocità.
Quando il fluido è comprimibile, il fenomeno diventa più complesso perché la variazione di pressione è accompagnata da variazioni dell'entalpia e del volume specifico del fluido.
Impieghi degli ugelli
Gli impieghi degli ugelli sono numerosi e vari: vengono usati per ottenere getti che abbiano opportuna direzione e velocità. Ugello è anche una lancia da incendio, il condotto terminale di un bruciatore di nafta o di un carburatore a benzina (che hanno lo scopo di polverizzare il combustibile) e così via.
Quando lo scopo principale dell'ugello è quello di polverizzare un liquido (acqua, nafta, ecc.) la forma dei canali a monte dell'ugello è tale da imprimere alla corrente un moto vorticoso, in modo che all'uscita dell'ugello non si abbia un getto compatto, ma la forza centrifuga disponga le goccioline secondo un cono che offra ampia superficie di contatto con l'atmosfera ambiente.
Per talune applicazioni occorre che la sezione degli ugelli possa variare secondo le condizioni di funzionamento nelle quali esse vengono a trovarsi. Nelle applicazioni aeronautiche ciò si ottiene modificando la forma dell'ugello, che è formato da pareti mobili; nelle turbine idrauliche di tipo Kaplan o Francis, facendo rotare le palette del distributore, palette che delimitano appunto il canale di efflusso dell'acqua.
Nelle turbine idrauliche Pelton si ricorre invece a una spina conica che, avanzando nell'ugello, ne varia la sezione utile, fino all'ostruzione totale.
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