Un sistema aperto motore, si riferisce a un tipo di [[Sistema Termodinamico]] in cui avviene uno scambio di massa e energia con l'ambiente esterno. Si differenzia quindi da un sistema chiuso, dove non c'è scambio di massa, ma solo di energia. In sintesi, un sistema aperto è caratterizzato dalla capacità del motore stesso di interagire continuamente con l'ambiente esterno attraverso scambi sia materiali che energetici durante il suo funzionamento. #### Ventilatori I ventilatori, come le [[Pompe]], sono sistemi termodinamici aperti e sono **macchine operatrici**; essi agiscono però su di un fluido allo stato aeriforme; ciononostante, possono considerarsi **macchine idrauliche**, in quanto il fluido non subisce variazioni apprezzabili di densità e si comporta come se fosse incomprimibile. Dunque, se si prescinde dalle perdite per attrito, tutta l'energia meccanica ceduta dall'albero motore è trasmessa al fluido in forma di energia meccanica; *la variazione di energia interna e di temperatura nel passaggio attraverso il ventilatore è ritenuta trascurabile.* ##### Prevalenza Si definisce **prevalenza del ventilatore L_V** l'energia per unità di massa fornita dal ventilatore al fluido: $\color{orange} L_V = v(P_2-P_1)$*dove $L_v$ è la prevalenza (Joule/kg) e $v$ è la velocità del fluido.* Più spesso, però, la prevalenza di un ventilatore è espressa in millimetri di colonna d'acqua, per mezzo della: $\color{orange} H_V = v(P_2-P_1)\cdot \frac {1000} g \frac {v_w} v=\frac {P_2-P_1} g$*essendo: - *HV = prevalenza del ventilatore (mm H2O);* - *g = accelerazione di gravità = 9.81 m/s2;* - *v = volume specifico dell'aeriforme (m3/kg);* - *v_w = volume specifico dell'acqua = 0.001 m3/kg;* - *(P2 - P1) = differenza di pressione misurata su due sezioni a valle e a monte del ventilatore (Pa).* ##### Tipologie di ventilatori Esistono due principali tipi di ventilatori, assiali e centrifughi: - **Il ventilatore assiale**, denominato anche ad elica, spinge il fluido in direzione parallela al proprio asse di rotazione, per effetto delle forze di portanza esercitate dall'elica (minore pressione massima, maggiore portata d'aria) - **Il ventilatore centrifugo**, invece, spinge il fluido nel piano ortogonale al proprio asse di rotazione, per effetto della forza centrifuga (maggiore pressione massima, minore portata d'aria) Ventilatore Assiale: ![[Pasted image 20241003140325.png|300]] Ventilatore Centrifugo: ![[Pasted image 20241003140345.png|300]] ==Il rendimento idraulico di entrambi i tipi di macchina oscilla fra 0.5 e 0.7== #### Compressori Nei ventilatori si ha una modesta variazione di volume specifico, così che il fluido, pur essendo un aeriforme, si comporta come incomprimibile. Se invece, nella compressione di un aeriforme, si ha una forte riduzione di volume specifico, accompagnata da un sensibile incremento di energia interna e di temperatura, la macchina che cede energia al fluido prende il nome di **compressore.** *Nei compressori l'energia meccanica ceduta al fluido è assunta in gran parte sotto forma di energia interna; il fluido nel compressore subisce una trasformazione essenziale per la realizzazione di alcuni cicli termodinamici. In alcuni casi, tuttavia, anche i compressori come i ventilatori, cedono soltanto energia meccanica al fluido, come ad esempio nei circuiti di distribuzione di aria compressa.* ![[Pasted image 20241003141139.png|400]] Esistono numerosi tipi di compressori, tra i principali ci sono: - **Compressori alternativi:** Utilizzano meccanismi a cilindri e pistoni. Il rapporto P2 /P1 fra le pressioni a valle e a monte varia da 2 a 10; per maggiori rapporti è necessario adottare compressori a più stadi. La portata di fluido all'aspirazione può arrivare fino a 0.5 m3/sec. Il rendimento di compressione varia fra 0.7 e 0.85. - **Compressori a vite:** Utilizzano un meccanismo volumetrico costituito da due eliche accoppiate. Il rapporto P2 /P1 per una macchina ad uno stadio varia da 1.5 a 12, la portata all'aspirazione da 0.05 a 10 m3/sec, il rendimento di compressione da 0.5 a 0.8. - **Compressori centrifughi:** La portata volumetrica all'aspirazione varia fra 0.5 e 30 m3/s, il rendimento di compressione fra 0.65 e 0.80. - **Compressori assiali:** La portata volumetrica all'aspirazione varia fra 1 e 100 m3/s, il rendimento di compressione fra 0.6 e 0.8.