Una Formulazione Monodimensionale dell’Equazione Integrale dell’Energia Meccanica in Forma Dinamica

Nei testi di fluidodinamica di base l’equazione integrale della continuità e l’equazione dell’energia derivante dal primo principio della termodinamica vengono presentate complete dei “termini di accumulo” rispettivamente di massa e di energia nel volume di controllo, e sono utilizzate nella formulazione dei modelli matematici dei simulatori delle condizioni di funzionamento transitorio di componenti di sistemi energetici complessi. L’equazione dell’energia meccanica invece viene di norma fornita priva dei termini tempovarianti, ovvero valida soltanto per analisi in condizioni stazionarie. Sentita l’esigenza di utilizzare l’equazione dell’energia meccanica per analisi dinamiche monodimensionali, nel presente lavoro si presenta una formulazione dell’equazione dell’energia meccanica applicata a un sistema aperto, di volume di controllo finito e dotato di una sola sezione di ingresso e una sola sezione di uscita, valida per fluido comprimibile in regime non permanente. Come esempio entrambe le due equazioni, quella di “conservazione” dell’energia secondo il primo principio e quella di “non conservazione” dell’energia meccanica con i termini dissipativi, sono state applicate a un componente di impianto molto semplice e i risultati presentati e discussi; in particolare, si è studiato la dinamica della fase di aspirazione di un gas all’interno di un cilindro adiabatico al cui interno scorre un pistone in assenza di attrito.