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Meccanica dei Fluidi con Fondamenti di Ingegneria Chimica Prova in Itinere – Soluzioni 23 Novembre 2012 Esercizio – Tubazione scabra in ghisa Si consideri la tubazione in ghisa (indice di scabrezza ε =0.10 mm) disegnata in figura, lungo la quale scorre dell’acqua alla temperatura di 20°C (ρ=1000 kg/m3, μ=1.307 cP). La tubazione parte da un serbatoio a base circolare con diametro interno D=2 m , chiuso superiormente con un disco (di massa trascurabile), su cui è posta una massa m . Il primo tratto di tubazione (dalla sezione di ingresso I fino al convergente C) ha un diametro interno pari a d 1=15 mm. Il secondo tratto, dal convergente C alla sezione di uscita, ha invece un diametro interno di d2=10 mm. Lungo la tubazione sono presenti due valvole a sfera co mpletamente aperte (V), due gomiti a 90° (G), il convergente (C) e il diffusore della doccia (D), che costituiscono delle perdite di carico localizzate (oltre a quelle di imbocco). Si chiede di determinare la massa m dell’oggetto posto sul disco in grado di garantire una portata di acqua uscente dalla doccia pari a Q=20 l/min (Tema A) oppure Q=3 0 l/min (Tema D), tenendo conto sia delle perdite di carico distribuite, che di quelle localizzate . Si assumano i seguenti valori per le distanze a e b misurate rispetto all’asse del tratto orizzontale della tubazione: a=1 m, b=2 m. Si calcolino le perdite di carico distribuite con la seguente correlazione: 10/9 10 1 6.9 /3.6log Re 3.7 D f ε = −+    Tema A 10 0.9 1 5.8 14 log Re 3.71 Df ε= −+  Tema D Perdite di carico concentrate Convergente Gomito Valvola a sfera Diffusore doccia Imbocco 2 =0.07 2 pv gγ ∆ v è la velocità nel 2O tratto 2 =0.90 2 pv gγ ∆ 2 =10 2 pv gγ ∆ 2 =12 2 pv gγ ∆ 21= 22 pv gγ ∆ Soluzione Nota la portata, è pos sibile calcolare…