Analisi sperimentale e numerica dello smorzamento delle oscillazioni di pressione in un tubo oleodinamico a spirale = Experimental and numerical analysis of pressure ripple reduction in an hydraulic spiral pipe

Il trasferimento di potenza tramite l'interposizione di un fluido ha avuto un forte sviluppo nel corso della storia, interessando differenti campi di impiego. L'energia meccanica proveniente da una sorgente, definita motore primo, viene convertita in grandezze idrauliche, portata in volume e pressione, attraverso il gruppo di alimentazione. Quest'ultima viene poi opportunamente gestita tramite il gruppo di regolazione e controllo e infine trasferita al carico tramite il gruppo di utilizzazione, che ha il compito di convertirla nuovamente in energia meccanica. Indipendentemente dal tipo del motore primo, il gruppo di alimentazione è sicuramente costituito da una pompa, che ha il compito di prelevare il fluido da un serbatoio e imprimervi una portata definita. Quest'ultima risulta costante in valore medio, ma presenta delle oscillazioni caratteristiche dipendenti dalla tipologia e dalla costruzione della stessa. Le variazioni di portata istantanee possono provocare delle oscillazioni di pressione all'interno del circuito idraulico, causando rumore e vibrazioni sul sistema in esame. L'utilizzo di elementi deformabili consente di ridurre l'impatto delle vibrazioni, ma non quello del rumore, che è dovuto alla costruzione stessa della pompa, e non dell'interfaccia della stessa con il sistema sulla quale è montato. Dato che anche nel campo dell'oleodinamica si sta volgendo all'utilizzo di nuove fonti di energia del motore primo il rumore della pompa risulta non più trascurabile in una macchina con un motore elettrico. Non si deve, inoltre, dimenticare la influenza delle vibrazioni nell'affidabilità del sistema complessivo, in quanto la propagazione delle stesse è una della principali responsabili della rottura per fatica dei componenti stessi. Tramite la riduzione di questa oscillazione di pressione è possibile ottenere una macchina più silenziosa, a favore dell'operatore, ma anche più affidabile. Risulta dunque ovvio che ogni soluzione tecnologica volta alla riduzione dell'oscillazione di pressione fornita dalla pompa può consentire l'ottenimento di una macchina con caratteristiche migliori, più adatte ad assecondare le nuove esigenze del mercato. Nel contesto storico-tecnologico indicato si è cercato un sistema che consentisse di ottenere i risultati desiderati sfruttando i fenomeni dinamici stessi dei componenti del circuito idraulico, in particolare ci si è affidati alle prove sperimentali riportate nella tesi di Andrea Volpi, in cui si è ricavato che un particolare sistema oleodinamico costituito da una spirale, ha la capacità di ridurre l'ampiezza delle onde di pressione in uscita se eccitato ad opportune frequenze. L'obiettivo della tesi risulta, dunque, quello di verificare la presenza del fenomeno con nuove prove sperimentali, cercando successivamente una interpretazione tramite un modello strutturale agli Elementi Finiti e confrontando i risultati con un modello oleodinamico opportunamente costituito sul software AMESim.