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irrigazione:gli_erogatori

Tipologia e funzionamento idraulico degli erogatori

Erogatori a flusso laminare

Negli erogatori a regime laminare (microtubi, gocciolatori a spirale) la corrente idrica si sposta in modo lento e regolare, scorrendo dolcemente ed a bassa velocità.

I dispositivi a flusso laminare regolano il flusso idrico dissipando l'energia mediante attrito contro le pareti del condotto idrico. Quanto più stretto o più lungo è il condotto, tanto maggiore sarà la resistenza d'attrito opposta al flusso idrico e minore la portata risultante. In definitiva le perdite di carico che si determinano all’interno dell’erogatore sono soltanto di tipo continuo. Perciò, i dispositivi a flusso laminare utilizzano tipicamente vie di scorrimento lunghe e strette. Esempi di dispositivi a flusso laminare sono i microtubi, i tubi capillari ed i gocciolatori a spirale.

Gli inconvenienti di questi dispositivi sono rappresentati dal fatto che presentano una certa sensibilità alle variazioni di pressione (la loro portata varia notevolmente con il variare della pressione) e che vanno maggiormente soggetti ad intasamento, a causa della bassa velocità di scorrimento dell'acqua al loro interno e della ristrettezza del diametro dei passaggi interni.

I dispositivi a flusso laminare sono sensibili anche alla viscosità dell'acqua, il che significa che la loro portata varierà al variare della temperatura dell'acqua.

Erogatori a flusso turbolento

Negli erogatori funzionanti a regime turbolento (orifizi, tubazioni a doppia camera, gocciolatori a labirinto) le particelle di fluido si spostano rapidamente con movimenti irregolari e casuali.

I dispositivi a flusso turbolento regolano il flusso idrico dissipando l'energia nell'attrito contro le pareti del condotto, e attraverso gli urti che si verificano tra le particelle stesse dell'acqua. Rispetto agli erogatori a regime laminare, questi erogatori hanno sezioni di passaggio più ampie e velocità della corrente generalmente più elevate. Le perdite di carico che si determinano al loro interno sono generalmente sia continue che localizzate. Oltre agli erogatori tipo orifizio, sono in una certa misura a flusso turbolento anche i gocciolatori a percorso tortuoso, che si basano sia sulla turbolenza che sull'attrito delle pareti per dissipare l'energia.

Rispetto ai dispositivi a flusso laminare, quelli a flusso turbolento hanno il vantaggio di presentare percorsi più brevi e più larghi con maggiori velocità di scorrimento, che sono fattori utili in termini di resistenza all'intasamento. Inoltre, se un erogatore è realmente a flusso turbolento, la sua portata sarà meno sensibile alle variazioni di pressione rispetto ai dispositivi a flusso laminare e non sarà influenzata dalla temperatura dell'acqua.

Erogatori a vortice

Gli erogatori a vortice sono progettati allo scopo di trarre vantaggio dal fatto che un vortice, o mulinello, presenta al centro una pressione minore. Siccome l'acqua ruota all'interno dell'erogatore a vortice, la forza centrifuga la spinge verso il margine esterno del vortice, il che produce un'area di bassa pressione al centro.

Il punto di emissione, di solito un orifizio situato al centro del vortice, sente una pressione inferiore e quindi eroga una portata che è in misura corrispondente inferiore. Un erogatore a vortice ben progettato è meno sensibile a variazioni di pressione rispetto ad un erogatore a flusso turbolento.

Gli erogatori a vortice presentano l’inconveniente di avere dei condotti idrici molto stretti, che vengono facilmente intasati da particelle di terra o da altre sostanze contaminanti. Così i gocciolatori a vortice richiederanno un sistema di filtrazione di alta qualità ed un'attenta gestione delle acque.

Erogatori a compensazione di pressione

I dispositivi a compensazione di pressione possono essere a flusso sia laminare che turbolento. In entrambi i casi, questi dispositivi utilizzano la pressione d'ingresso per modificare dimensioni, profilo o lunghezza del percorso di scorrimento. Tale modifica si realizza in genere con la deformazione, indotta dalla pressione, di un disco, di un diaframma o del condotto idrico, costituiti di materiale elastomerico.

I dispositivi a compensazione di pressione sono in grado di erogare la portata nominale in una ampia gamma di pressioni d'ingresso, nel cui ambito l'erogazione risulta relativamente costante. Gli erogatori a compensazione di pressione (auto-compensanti) possono soffrire dell'inconveniente che i materiali elastomerici di cui sono costituiti hanno la tendenza a modificare, invecchiando, le loro proprietà.

A seconda del materiale, l'elastomero può avere la tendenza ad assorbire acqua, a perdere elasticità, o a deformarsi permanentemente sotto una tensione prolungata. Il cambiamento nel tempo delle proprietà degli elastomeri comporterà un cambiamento nelle prestazioni del dispositivo. Recentemente sono stati introdotti dei gocciolatori con membrana regolatrice in. Il silicone è un materiale che non si altera nel tempo, non assorbe acqua, non perde elasticità ed è resistente agli agenti chimici consentendo pertanto prestazioni costanti nel tempo.

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