175 7. CONCLUSIONI
Il lavoro svolto ha consentito il raggiungimento di alcuni significativi obiettivi.
L’ampia ricerca bibliografica effettuata ha permesso di conoscere lo stato dell’arte sia dell’analisi teorica del fenomeno fisico che delle applicazioni pratiche del gripper Bernoulli e di individuare, da un lato, gli aspetti del fenomeno finora poco studiati ed approfonditi e, dall’altro, i campi di indagine più interessanti anche dal punto di vista applicativo.
L’analisi fisica e la trattazione analitica del fenomeno sono state eseguite in maniera molto dettagliata. Esse hanno condotto alla definizione di modelli di validità generale, di volta in volta adattabili alle particolari condizioni di esercizio ed alle caratteristiche del moto del fluido, ma talvolta molto complessi e poco pratici da applicare, tanto da richiedere l’impiego di metodi di calcolo iterativi implementati nel software Matlab®. Ciononostante, la loro importanza è notevole in quanto rappresentano il limite cui può giungere, a tutt’oggi, la trattazione termofluidodinamica.
Oltre tale limite, un valido aiuto è fornito dall’utilizzo delle simulazioni numeriche. Esse hanno consentito di valutare accuratamente il fenomeno dell’efflusso attraverso il gripper Bernoulli nel suo complesso. Le previsioni fornite, molto affidabili, hanno costituito una conferma della bontà ipotesi formulate. L’impiego del software Fluent® ha consentito un’efficace quanto pratica analisi qualitativa dell’efflusso nel meato, facilitata anche dalla possibilità di visualizzazione grafica dei risultati, di immediata lettura. E’ stato possibile estrapolare inoltre una serie di utili dati e stimare quantitativamente importanti parametri, quali, ad esempio, i numeri di Mach e Reynolds o il reattachment radius rR, che regolano il fenomeno fisico in esame e ne permettono la piena definizione.
L’attività sperimentale è stata progettata secondo una metodologia innovativa. Essa sfrutta il moto relativo tra gripper e sensori, ottenuto tramite l’utilizzo di un robot S.C.A.R.A. e di un’attrezzatura sperimentale appositamente progettata e realizzata. L’impiego del robot S.C.A.R.A. ha consentito un preciso controllo della posizione del gripper e dell’altezza del meato. I sistemi di regolazione previsti hanno permesso di minimizzare gli errori di parallelismo tra le pareti del meato stesso. E’ stato così possibile realizzare misure molto precise e raccogliere, tramite successivi affinamenti, una considerevole quantità di dati sperimentali attendibili, in un range di gap e portate che copre un’ampia gamma di condizioni operative reali.
Le misure così effettuate possono essere sfruttate anche in lavori futuri.
I dati ottenuti attraverso la campagna prove, di cui è stata verificata di volta in volta l’attendibilità, e quelli ottenuti tramite le simulazioni ai volumi finiti sono stati confrontati con i valori calcolati in base ai modelli matematici precedentemente individuati.
L’analisi di tali dati ha fornito un quadro molto preciso del comportamento del fluido ma ha confermato l’inadeguatezza dei modelli teorico-analitici nella descrizione del fenomeno fisico in alcune zone del piattello. Ciononostante, è stato possibile ottenere, per tutti i casi presi in esame, una buona stima dell’andamento di pressione utilizzando le opportune formule, di semplice applicazione, adeguatamente corrette, all’occorrenza, tramite coefficienti di derivazione empirica. Tramite l’interpolazione di tali coefficienti è stato possibile ottenere, almeno per i casi studiati e per le configurazioni del gripper utilizzate, funzioni matematiche in grado di fornire la stima della pressione nel meato per ogni valore del raggio.
I dati raccolti hanno consentito di ipotizzare poi, a livello qualitativo, geometrie in grado di massimizzare la depressione e ridurre gli effetti indesiderati.
E’ stato altresì possibile individuare gli aspetti da migliorare ed ipotizzare possibili sviluppi dei lavori futuri:
176 Analisi del comportamento del fluido anche in condizioni di moto turbolento e di
comprimibilità per la verifica delle formulazioni proposte;
Misurazione della pressione con valori di gap e portata diversi da quelli considerati per la definizione di ulteriori coefficienti correttivi K(r);
Ulteriore miglioramento dell’attrezzatura per le misure sperimentali, con particolare attenzione al sistema di regolazione della portata e dell’inclinazione della piastra e gripper, al fine di ridurre gli errori sistematici;
Effettuazione di misurazioni della temperatura più attendibili ed analisi più accurata dei dati così ricavati;
Effettuazione delle misure della forza sviluppata dal gripper, utilizzando il sistema predisposto per questo scopo;
Definizione quantitativa precisa, con l’aiuto di modelli numerici, di una geometria che consenta di massimizzare la depressione e di controllare con maggiore efficacia il comportamento del fluido nella zona di cambio di direzione del flusso.
