I
INDICE GENARALE
INDICE GENARALE
INDICE GENARALE
INDICE GENARALE
Capitolo 1 – INTRODUZIONE ……….... 1
1.1– LA PROPULSIONE CHIMICA ……… 1 1.2– LE TURBOPOMPE ……….. 3 1.3– LA CAVITAZIONE ………... 6 1.4– TIPOLOGIE DI CAVITAZIONE …..……… 10 1.5– LA CAVITAZIONE POSITIVA ……….... 131.6– CONTESTO ED OBIETTIVI DELLA TESI ………. 17
1.7– BIBLIOGRAFIA ……….. 18
Capitolo 2 – PRESTAZIONI DELLE TURBOPOMPE ……….... 19
2.1 – NOTAZIONI GEOMETRICHE ……….... 19
2.2 – PRESTAZIONI DELLE TURBOPOMPE IN REGIME NON CAVITANTE ……….. 21
2.3 – PRESTAZIONI DELLE TURBOPOMPE IN REGIME CAVITANTE ……….. 26
2.4 – FONDAMENTI DI DINAMICA DELLE BOLLE ... 29
2.5 – BIBLIOGRAFIA ... 31
Capitolo 3 – IL CIRCUITO DI PROVA ………... 33
3.1 – IL LABORATORIO DI CAVITAZIONE ... 33 3.2 – IL CIRCUITO DI PROVA ... 34 3.2.1 – Il serbatoio principale ... 36 3.2.2 – La camera d’aria ... 37 3.2.3 – I compensatori elastici ... 38 3.2.4 – I flussimetri ... 39
3.2.5 – La Silent Throttle Valve ... 40
3.2.6 – La camera di prova ... 42
3.2.7 – Il gruppo motore ... 44
3.2.8 – Tabella riassuntiva dell’impianto ... 47
3.3 – CONTROLLO DEI PARAMTRI DEL FLUSSO ... 47
3.3.1 – Controllo della temperatura ... 47
3.3.2 – Controllo della pressione ... 48
3.3.3 – Controllo della portata ... 50
II
3.5 – LA STRUMENTAZIONE ED IL SISTEMA DI ACQUIZIONE DEI DATI ... 54
3.5.1 – I trasduttori piezoelettrici ... 56
3.6 – IL SISTEMA DI ACQUIZIONE IMMAGINI ... 58
3.7 – MODIFICHE APPORTATE ALL’IMPIANTO ... 59
3.7.1 – Riconfigurazione della camera di prova per l’Induttore Commerciale 09 .. 59
3.7.2 – Flangia porta-sensori ... 60
3.8 – BIBLIOGRAFIA ... 62
Capitolo 4 – CARATTERISTICHE DEGLI INDUTTORI STUDIATI .. 63
4.1 – GLI INDUTTORI DAPAMITO ... 63
4.2 – L’INDUTTORE DAPAMITO3 ... 64
4.3 – L’INDUTTORE DAPAMITO4 ... 67
4.4 – L’INDUTTORE COMMERCIALE IC09 ... 71
4.5 – BIBLIOGRAFIA ... 72
Capitolo 5 – LE CURVE CARATTERISTICHE ... 73
5.1 – LE CURVE CARATTERISTICHE ... 73
5.2 – DESCRIZIONE DEGLI ESPERIMENTI ... 74
5.2.1 – Stima delle perdite di pressione all’interno del condotto ... 75
5.2.2 – Stima del guadagno di pressione dovuto alla conicità del condotto ... 77
5.3 – LA PREROTAZIONE ... 78
5.4 – EFFETTI DELLA PREROTAZIONE SULLE MISURAZIONI SPERIMENTALI ... 80
5.5 – EFFETTI DEL NUMERO DI REYNOLDS E DELLA TEMPERATURA ... 85
5.6 – BIBLIOGRAFIA ... 90
Capitolo 6 – LE CURVE DI PRESTAZIONE CAVITANTE ... 91
6.1 – LE CURVE DI PRESTAZIONE CAVITANTE ... 91
6.2 – DESCRIZIONE DEGLI ESPERIMENTI ... 92
6.3 – PROVE EFFETTUATE ... 94
6.4 – EFFETTO DELLA PREROTAZIONE SULLE MISURAZIONI SPERIMENTALI ... 96
6.5 – ANDAMENTO DEL COEFFICIENTE DI PREVALENZA IN REGIME NON CAVITANTE ... 98
6.6 – MODALITÀ DI SVILUPPO DELLA CAVITAZIONE SUGLI INDUTTORI ... 100
6.7 – EFFETTO DEL COEFFICIENTE DI FLUSSO SULLE PRESTAZIONI CAVITANTI ... 103
6.8 – EFFETTO DELLA TEMPERATURA SULLE PRESTAZIONI CAVITANTI ... 108
6.8.1 – Effetti termici sulla cavitazione ... 109
6.8.2 – Risultati sperimentali sugli induttori DAPAMITO3 e DAPAMITO4 ... 111
III
6.8.4 – Il metodo di Ruggeri-Moore ... 119
6.9 – EFFETTO DI FATTORI SECONDARI SULLE PRESTAZIONI CAVITANTI ... 126
6.10 – BIBLIOGRAFIA ... 128
Capitolo 7 – LE INSTABILITÀ FLUIDODINAMICHE ... 129
7.1 – RICHIAMI DI ANALISI DEL SEGNALE ... 129
7.1.1 – I processi aleatori ... 129
7.1.2 – Serie e trasformata di Fourier ... 131
7.1.3 – Funzioni di densità spettrale ... 134
7.2 – DESCRIZIONE DELL’ESPERIMENTO ... 135
7.2.1 – Posizionamento dei trasduttori piezoelettrici ... 137
7.3 – LE INSTABILITÀ FLUIDODINAMICHE, UN’INTRODUZIONE ... 140
7.4 – LE INSTABILITÀ SINCRONE ... 146
7.4.1 – Le instabilità sincrone negli induttori a tre pale ... 147
7.4.2 – Le instabilità sincrone nell’induttore a quattro pale ... 153
7.5 – IL SURGE E L’AUTO-OSCILLAZIONE ... 157
7.6 – INSTABILITÀ DI ORDINE SUPERIORE ... 163
7.7 – INSTABILITÀ DI PREROTAZIONE ... 170
7.8 – STALLO E CAVITAZIONE ROTANTE ... 174
7.9 – INSTABILITÀ DOVUTE AI VORTICI NEL FLUSSO A MONTE DELL’INDUTTORE ... 180
7.10 – INTERAZIONI NON LINEARI ... 190
7.11 – TABELLE RIASSUNTIVE DELLE INSTABILITÀ RISCONTRATE ... 198
7.12 – BIBLIOGRAFIA ... 202
Capitolo 8 – CONCLUSIONI ... 205
8.1 – CONCLUSIONI ... 205
8.2 – SVILUPPI FUTURI ... 206
