UGELLO

ULTRASUONI

ZINCATURA

Tale trasformazione avviene attraverso un processo di espansione, per cui detta trasformazione risulta controllata dalla pressione. Il comportamento dell'ugello può essere studiato in prima approssimazione attraverso le equazioni del flusso quasi–monodimensionale, sotto le ipotesi di flusso isoentropico, stazionario, di un fluido propulsivo assimilabile ad un gas ideale. La geometria dell'ugello stabilisce la portata in massa di fluido che può scorrere attraverso il motore. Si utilizzano differenti tipi di ugello a seconda delle applicazioni. In particolare, nelle applicazioni aeronautiche (cioè nei differenti motori della famiglia dei getti), l'ugello è posizionato a valle della turbina, ed il suo ruolo, pur rimanendo qualitativamente lo stesso, risulta quantitativamente diverso seconda che il motore sia uno statoreattore, un turbogetto, un turboventola, un turboelica od un turboalbero. Infatti nello statoreattore l'intero salto entalpico (energia ceduta dalla corrente al motore, la quale è usata per la propulsione) viene sfruttato nell'ugello, mentre nei turbogetti resta solo il salto entalpico residuo dopo la turbina, che lo impiega per trascinare il compressore.

L'entità del salto entalpico utilizzato in turbina risulta maggiore per i turboventola (nei quali la turbina deve azionare, oltre al compressore, anche la ventola), ed in particolare nei turboelica rappresenta, come abbiamo visto, l'80 o 90% del salto entalpico disponibile. Nei turboalbero, poi, l'intero salto entalpico disponibile è utilizzato in turbina, per cui in questo caso l'ugello funge semplicemente da condotto di scarico. Per queste applicazioni aeronautiche, attualmente un notevole sforzo è dedicato a ridurre il rumore derivante dal getto di scarico. In questo contesto, è stato recentemente proposta l'adozione dei cosiddetti chevron nozzles, ovvero dei flabelli sul bordo esterno che concorrono significativamente alla miscelazione dello scarico con l'atmosfera e che consentono di ridurre significativamente la rumorosità con una perdita di spinta limitata allo 0,25% circa. In ogni caso il flusso all'uscita della turbina si trova pressione più elevata di quella ambiente, ed bassa velocità (regime subsonico). Lo studio dei flussi quasi-unidimensionali isentropici indica che per accelerare questo flusso subsonico la geometria del condotto deve essere "convergente".

Se il flusso nella sezione di gola, al termine della parte convergente dell'ugello, risulta critico (numero di Mach pari ad uno), per poter continuare l'espansione è necessario ricorrere ad un'ulteriore porzione di ugello, questa volta con pareti divergenti (si ricordi che per un flusso supersonico la velocità aumenta se l'area della sezione cresce). Quindi per accelerare il flusso a velocità supersoniche occorre un condotto convergente-divergente, il cosiddetto ugello de Laval.

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ULTRASUONI

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

Gli ultrasuoni sono delle onde meccaniche sonore. A differenza dei fenomeni acustici propriamente detti le frequenze che caratterizzano gli ultrasuoni sono superiori a quelle mediamente udibili da un orecchio umano. La frequenza convenzionalmente utilizzata per discriminare onde soniche da onde ultrasoniche è fissata in 20 kHz. Lo stesso termine ultrasuono chiaramente indica ciò che è al di là (ultra) del suono, identificando con suono solo il fenomeno fisico udibile.

Come ogni altro tipo di fenomeno ondulatorio gli ultrasuoni sono soggetti a fenomeni di riflessione, rifrazione e diffrazione e possono essere definiti mediante parametri quali la frequenza, la lunghezza d'onda, la velocità di propagazione, l'intensità (misurata in decibel), l'attenuazione (dovuta all'impedenza acustica del mezzo attraversato).

Nonostante, come detto, l'essere umano, non sia in grado di udire gli ultrasuoni, altri animali hanno tale capacità. Ad esempio i cani (per i quali sono in commercio appositi fischietti di richiamo agli ultrasuoni), i delfini e le balene che li usano per comunicare tra loro e i pipistrelli che li usano per vedere gli ostacoli mentre volano di notte.

Gli ultrasuoni trovano utilizzo per lo più in campo medico ed industriale essendo ampiamente utilizzati nelle ecografie, nei controlli non distruttivi e in molti apparecchi utilizzati per la pulizia superficiale di oggetti di piccole dimensioni.

Anche il sonar impiega intervalli di frequenze che non di rado sconfinano nella gamma degli ultrasuoni.

Gli ultrasuoni vengono generati per mezzo di materiali con particolari caratteristiche meccanico-elettriche, i materiali piezoelettrici. Questi particolari materiali come ad esempio il quarzo o titanato di bario hanno la caratteristica di generare una differenza di potenziale se compressi o stirati in senso trasversale, viceversa se applicata una differenza di potenziale ai loro estremi questi si comprimono o dilatano in senso trasversale. Proprio quest'ultima caratteristica viene sfruttata per generare queste onde meccaniche sopra il campo dell'udibilità (ultrasuoni). In base al materiale scelto avremo quindi diverse frequenze di ultrasuoni, diverse propagazioni nei materiali e quindi diverse caratteristiche di potenza della macchine generatrici Le principali applicazioni oltre quelle sopra indicate riguardano anche il campo meccanico, soprattutto la saldatura di materiali plastici e il controllo non distruttivo di cordoni di saldatura.

La saldatura di materiali plastici per mezzo di ultrasuoni viene sovente utilizzata quando è richiesta una certa qualità estetica ma soprattutto velocità di esecuzione; due oggetti plastici (preferibilmente dello stesso materiale in modo che l'attrito molecolare risulti alto) vengono messi a contatto fra loro e un parallelepipedo metallico (sonotrodo) di appoggia ad uno di essi scaricando ultrasuoni e quindi mettendolo in vibrazione. L'attrito generato fonderà le parti plastiche a contatto unendole. La forma e la frequenza alla quale vibrerà il sonotrodo dipendono dalla geometria dell'oggetto che si andrà a saldare.

La qualità estetica è eccellente anche se non viene assicurata la tenuta stagna quindi, nel caso sia essa un requisito fondamentale, è preferibile prendere in esame un altro tipo di saldatura (es. saldatura a lama calda).

Gli ultrasuoni sono anche uno dei controlli non distruttivi che si possono eseguire sui cordoni di saldatura fra metalli. L'attrezzatura necessaria è composta da uno schermo che visualizza in un grafico (molto simile ad un oscilloscopio) il ritorno (eco) delle onde di ultrasuoni che si propagano nel metallo e da una sonda dove è contenuto il materiale piezoelettrico che genera gli ultrasuoni. La sonda viene messa a contatto col cordone di saldatura da controllare, gli ultrasuoni si propagano nel metallo e ogni volta che nel cordone in questione è presente un'imperfezione (bolla d'aria, accumulo di impurezze o una cricca) la massa volumica (densità) cambierà rispetto al resto del cordone di saldatura e parte degli ultrasuoni verranno riflessi. Noi vediamo questa onda di riflesso (eco) nello schermo e in base alla scala dello schermo riusciamo anche ad individuare la posizione approssimativa del difetto. Questo tipo di controllo è molto diffuso dato che risulta non distruttivo e permette di controllare cordoni di saldatura molto lunghi in brevissimo tempo individuando anche la posizione del difetto.

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ZINCATURA

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

La zincatura è il processo con cui viene applicato un rivestimento di zinco su un manufatto metallico generalmente di acciaio per proteggerlo dalla corrosione galvanica: esso infatti limita la formazione di micropile all'azione anodica molto modesta dei giunti dei grani.

Lo zinco ha un potenziale più elettronegativo (meno nobile) dell'acciaio, quindi, in caso di rotture o porosità del film protettivo, esso stesso diventa l'anodo sacrificale nella corrosione elettrolitica e si consuma.

Ci sono tre processi fondamentali per la zincatura:

Zincatura a caldo
Con zincatura a caldo si intende generalmente l'immersione in zinco fuso tenuto mediamente alla temperatura di 455 gradi; in questa fase lo zinco, oltre a ricoprire l'acciaio, entra anche in lega con lo strato superficiale conferendo resistenza meccanica e il giusto grip al materiale trattato. Il processo può essere suddiviso nelle seguenti fasi, separate una dall'altra:

decapaggio e sgrassaggio: ottenuti con HCl e tensioattivi a temperatura ambiente;
flussaggio: immersione in soluzione di ammonio cloruro e zinco cloruro;
zincatura: immersione, previo preriscaldo a 100°, in vasca di zinco fuso a 455° per il tempo necessario che l'acciaio raggiunga la stessa temperatura dello zinco.

Zincatura a caldo continua
Il processo continuo è molto similare a quello a caldo ma viene effettuato su nastri di acciaio o su fili, permettendo di trattare in maniera continua e rapida grosse quantità di materiale. Il materiale viene srotolato, fatto passare in vasche che effettuano i cicli di preparazione dello stesso, introdotto in un forno che lo porta a una temperatura uniforme ed infine fatto passare per una vasca contenente zinco fuso. Dei "coltelli ad aria" rimuovono l'eccesso di zinco depositato sul materiale e permettono di creare uno strato protettivo uniforme. Il materiale viene successivamente raffreddato e riavvolto in bobine (per il filo) o coils (per il nastro). La continuità del processo viene ottenuta saldando la coda di un nastro alla testa di quello successivo.


Zincatura elettrolitica
Come in precedenza, innanzitutto il materiale da trattare viene adeguatamente preparato (pre-sgrassato, decapato e sgrassato). Subito dopo (e da qui il processo si differenzia di molto dai due precedenti) il materiale è immerso in una soluzione contenente sali di zinco. Viene infine creato un passaggio di corrente tra il pezzo e la soluzione che fa depositare lo zinco metallico sulla superficie del pezzo stesso.


Zincatura a freddo
La zincatura a freddo non è un zincatura nel senso stretto del termine. Mentre per le sopracitate zincature si ottiene uno strato di zinco metallico, che con le dovute cautele, si può considerare puro, questa tecnica è più assimilabile a una verniciatura. Infatti si parla di vernice a base di resine sintetiche e zinco metallico, in cui la resina fa la parte del legante, mantenuto fluido fino all'applicazione da solventi in genere alifatici. la zincatura a freddo viene applicata come una normale vernice di fondo con il potere antiossidante sempre legato all'azione galvanica dello zinco. La preparazione del supporto da zincare avviene, quindi, come per ogni normale supporto da verniciare:

asportazione della, eventuale, calamina (tramite sabbiatura o semplice pulizia manuale) sgrassatura del supporto (eventualmente necessaria per superfici nuove) spolveratura della superficie.
Essendo considerata una vernice di fondo su di essa viene poi passata un'altra verniciatura detta di finitura con cui si dà anche il colore finale alla struttura.


Note Generali
Va fatta attenzione al fatto che gli impianti che effettuano i trattamenti a caldo sono detti zincherie mentre quelli galvanici sono detti zincature. L'aggiunta di nichel nella fusione, in piccole e precise dosi, determina un abbassamento considerevole dell'applicato sull'acciaio trattato (salvo poi garantire comunque gli assorbimenti minimi disciplinati dalla normativa del settore).La sostituzione del piombo presente nel bagno di zincatura con il bismuto (basso - fondente) ci preserva da un inquinamento precoce del pianeta, preservando le qualità protettive della zincatura e la nostra salute.

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