Misura di portata
Si definisce come portata di un fluido in un condotto la quantità di esso (in volume o in peso) che passa attraverso una sezione del condotto nell'unità di tempo.
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Consideriamo il caso di un fluido incomprimibile in moto entro una tubazione di sezione costante A, come in Fig. 1. Tutte le particelle in moto hanno velocità uguale, uniforme e direzione parallela all'asse della condotta. All'istante t1 le particelle attraversano la sezione 1 e all'istante t2 le stesse particelle, dopo aver percorso uno spazio S, attraversano la sezione 2. Il volume descritto dalla sezione fluida sarà: V = S · A Per definizione, la portata Q sarà così espressa: Q = V/t2 - t1 = S · A/t
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ma il rapporto S/t rappresenta la velocità v con la quale il fluido si è spostato dalla sezione 1 alla sezione 2, per cui si può scrivere
Q = A · v
dove Q è la portata, A è la sezione della tubazione e v è la velocità del fluido. La portata di cui stiamo parlando è definita "portata volumetrica", poiché le unità di misura considerate sono v = m/s e A = m2. Quindi se Q = A · v allora avremo che Q = m2 · m/s = m3/s.
All'atto pratico si andranno ad usare dei multipli di queste unità di misura, come i m3/h o anche i L/h, poiché
1 m3/s = 3600 m3/h e 1 m3/h = 1000 L/h
Moltiplicando la portata volumetrica Q per il peso specifico Y del fluido (espresso in kg/m3), si ottiene la "portata ponderale" G:
G = Q · Y = m3/s · kg/m3 = kg/s
Anche per la portata ponderale G in pratica si usano altre unità di misura ricavate da quella fondamentale, per esempio il kg/h e la t/h.
Nel caso di gas, si esprime la portata volumetrica in Nm3/h (normali metri cubi/ora), cioè riferita alle condizioni normali generalmente considerate per i gas, che sono
- Tn = 273 K
- Pn = 10.330 kg/m2
in quanto il peso specifico di un gas è influenzato sia dalla temperatura che dalla pressione di esercizio:
Y1 = Yn · P1/Pn · Tn/T1
dove P1 e T1 rispettivamente in kg/m2 e gradi K.
Nota la portata volumetrica Q espressa in m3/h e le condizioni di esercizio (P1 e T1), è possibile risalire alla portata normale Qn:
Qn = Q · P1/Pn · Tn/T1 Nm3/h