Topic: CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO (Letto 12052 volte)

IVAN · « **il:** 09 Febbraio 2013, 16:14:52 »

Un utile richiamo alle istruzioni per il CBWIKI da parte di neropaco
Regole della discussione

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

Dopo diversi accenni all'argomento FLUSSAGGIO e sue implicazioni ... fra cui questo del 2007
e ai ripetuti inviti da parte di Empirico, agli inizi del 2012 ho cominciato la costruzione di un banco fluidodinamico "fatto in casa"

Mi sono deciso a portarlo avanti, anzi a finirlo, un po' in ricordo di Marco, e poi per fare qualche esperimento e verificare in pratica alcuni accorgimenti da adottare sui nostri CB

Naturalmente ci sono in vendita numerosi banchi fluidodinamici, in America c'è il mitico Superflow 600, ma se ne costruiscono anche in Italia. Costruirne uno in casa non é una cosa impossibile, con l'aiuro di questa guida e con un minimo di abilità nel bricolage ...

1 - PERCHE' UN BANCO FLUIDONAMICO

Ma andiamo con ordine e da qui in poi chiamiamolo solo "flussometro", così facciamo prima.
Poi mi immagino un pò di domande, a cui rispondo in anticipo. Più o meno così:

A che cosa serve un flussometro?
A misurare il flusso di aria che passa attraverso condotti, valvole e carburatori

A che cosa serve misurare il flusso d'aria?
Ad avere una idea precisa e oggettiva della bontà di una modifica sul condotto, oppure quale carburatore é migliore o peggiore, come flusso ...

Bontà in che senso, più aria passa, più potenza si ottiene?
Non sempre ...

Allora che senso ha 'sta cosa della misura ?
Se ho una valvola con un certo flusso, e poi ne metto una più grossa, il flussometro mi dice che passa più aria, ma il motore potrebbe non gradire ... magari gli serve anche una fasatua diversa oppure più compressione ...

Ho capito, ma come faccio a sapere se devo montare una valvola più grossa o più piccola, e se devo cambiare qualcos'altro ?
Per questo non serve solo il flussometro , ma una buona dose di esperienza e calcoli, o magari un software di simulazione delle prestazioni.

Adesso non capisco più niente... Allora uso il software o il flussometro ?
Tutti due. Il software di simulazione ha bisogno dei dati del flussometro, oltre che delle misure delle valvole, dei carburatori o dei tubi...

Ma un valvola da 28 é una valvola da 28, e passerà l'aria che passa da un foro di 28 ! O no ?
No. Il punto é proprio questo: da una stessa valvola o condotto o carburatore, si può ottenere più o meno flusso, senza cambiarne la misura, ma invece lavorando sugli angoli, sugli smussi, sulla forma e sulla finitura superficiale ... Capito?

Comincio a capire. Insomma é una questione di aerodinamica ?
Più o meno! E il flussometro é una specie di galleria del vento... e la stessa macchina, con aerodinamica migliore, va più forte. Più o meno è così anche con i condotti

Adesso comincia a piacermi ...Ma come funziona il flussometro? E quanto mi costa cstruirne uno?
E' quello che vedremo subito. Il problema non é il costo! Il problema é non addormentarsi nel frattempo.

E spero proprio di no! Vai avanti, vediamo come si fa, ,ma tu vedi di "stringere" eh? ...
E' proprio quello che voglio fare.

A parte il "teatrino" credo che il Perché sia chiarito... Adesso vediamo il Come.

2 - COME FUNZIONA UN FLUSSOMETRO

Semplificando, il concetto é questo: collego un aspirapolvere al condotto di aspirazione e misuro quanta aria ci passa, mi annoto il risultato, faccio qualche modifica e ripeto la prova, così capisco se ho lavorato bene o male, semplice.

Il concetto é semplice, in pratica occorrono una serie di accorgimenti.

Come si misura la dePRESSIONE
Per poter apprezzare la differenza, e avere risultati confrontabili, bisogna usare sempre la stessa depressione fornita dal ventilatore. Per questo ne serve uno con portata regolabile, e soprattutto serve uno strumento che la indichi con precisione, in modo si sapere se occorre aumentarla o diminuirla...

La depressione si può misurare in millimetri ( o pollici) di colonna d'acqua. Mi spiego: se beviamo una bibita con la cannuccia, si crea una depressione che solleva il liquido. Misurando la colonna di liquido lungo la cannuccia a partire dal livello dentro la lattina, avete una misura della depressione. Nei flussometri commerciali si usano depressioni da mm (28"), 711mm fino a 308mm (12") , ma ognuno può usare la depressione che vuole, per esempio con valori "pari" di millimetri, o di centimetri, per esempio 20cm.
n Europo la pressione, riferite alle misure con manometri ad acqua, si esprime in millimetri (mmH2O) e in America in pollici (Inch), e si indica con ", per esempio 12".
Siccome la maggior parte dei flussometri in circolazione sono americani, é molto frequente anche da noi usare i pollici, come del resto facciamo con gli schermi dei computer!

Come si misura la PORTATA
Messa a punto la taratura del ventilatore, occorre misurare l'aria che passa attraverso al condotto in prova, ed é qui che comincia la parte più interessante!
Anche gli strumenti più moderni, perfino quelli elettronici usano lo stesso concetto, quella del boccaglio o diaframma calibrato.
Cioè a dire: La quantità d'aria che attraversa un foro calibrato, dipende dalla differenza di pressione fra la zona a monte e a valle del foro. Esistono in commercio diaframmi calibrati corredati da tabelle che forniscono la portata in funzione di questa differenza di pressione. Quindi è sufficiente misurare la pressione differenziale per risalire alla portata, leggendola sulla tabella.
Con uno strumento elettronico la portata appare direttamente sul display, perché é il processore che si occupa di ricavare il valore dalla tabella in memoria, oppure dal relativo calcolo, che qui non è il caso di approfondire adesso.
Noi cercheremo di usare il metodo manuale, ma adattato in modo di avere una comoda lettura diretta su una scala graduata.

In Europo la portata si esprime in litri al secondo (l/s) e in America in piedi cubici al minuto, CUBIC FEET MINUTE (CFM).
Siccome la maggior parte dei flussometri in circolazione sono americani, é molto frequente anche da noi usare i CFM

CONFRONTARE i risultati di due prove al flussometro

Supponiamo di provare la testa di un CB900F e di ottenere una portata di 67.5 l/sec (112 CFM) con 300mm (12") di colonna d'acqua. Magari qualcuno ha fatto altre prove , sulla stessa testa ma con un altro banco e con pressione differente, ottenendo portate differenti, allora? Che possibilità esiste per confrontare i valori?

Se uso una pressione più alta, ottengo un flusso più alto , e allora dobbiamo stabilire "per legge" a che pressione occorre provare i condotti?
Non c'è bisogno ... La cosa interessante é che la portata di un condotto la si può ri-calcolarne ad una pressione differenziale diversa, senza che cambi nulla. Mi spiego:

Se a 12" ho 112 CFM, per riportare questo valore, per esempio a 28" devo moltiplicare per 28/12 sotto radice quadrata. Sembra un po' complicato, ma un foglio di calcolo di Excel la può fare diventare un giochetto ...
A questo punto posso benissimo paragonare facilmente due prove fatte in condizioni molto diverse.
Quindi non basta dire: Ho un flusso di 112 CFM, devo anche aggiungere a 12" di colonna d'acqua

In realtà tutti i flussometri provano il flusso alla depressione che riescono materialmente a sviluppare, poi la convertono ad una pressione di riferimento standard, con un semplice calcolo matematico, che comunque ha un solido fondamento fisico-

3 - COME E' FATTO UN FLUSSOMETRO e come si usa ...

Il flussometro più semplice che si possa immaginare l'ho visto qualche tempo fa su internet e mi ha fatto letteralmente sobbalzare! Ecco lo schema:

http://img805.imageshack.us/img805/6670/gofast.png

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

Veramente semplice! Un aspiratore collegato direttamente alla base del cilindro, il manometro al posto della candela, e un dispositivo per variare l'alzata della valvola. GRANDE !

Usiamo questo schema per capire cosa succede:

- A valvola chiusa accendo l'aspirapolvere e vedo che il livello del liquido dentro un ramo del manometro scende, mentre nell'altro sale. La differenza di livello fra i due rami é la depressione dentro il cilindro, e supponiamo che sia 50 cm o 20 pollici.
- Se apro ancora la valvola, vedo che la pressione diminuisce, e continua a scendere mano mano che apro la valvola e che aumenta la portata attraverso la valvola!

A questo punto bisogna mettere dei punti fermi e, per esempio:
1) decidere di fissare a priori determinate aperture di valvola, diciamo ogni 2,5 millimetri, o 1/10 di pollice, quindi aperture pari a 0,0-2,5-5,0-7,5mm e così via
2) annotarsi i valori di pressione per ogni apertura, anche se non riusciamo a determinare ancora la portata.

Potrebbe anche bastarci. L'autore di questo sistema (un certo Vizard) é andato avanti per anni, confrontando i valori di pressione e prendendoli come base per le sue misure, per capire se stava flussando bene o male le teste che preparava.

A noi non basta. Oggi servono dei numeri da confrontare con altri numeri su una base stanrdard. Infatti ci serve un sistema per misurare la portata, o analogico oppure digitale , ovvero elettronico. Per il momento scelgo il primo, poi vedremo di passare all' elettronica...

Detto questo, per fare costruire il flussometro ho previsto di utilizzare:

Un ventilatore, preso da un Bidone Aspiratutto usato.
Ha una depressione formidabile, anche se non l'ho ancora misurata, ma non è regolabile in nessun modo, quindi lo devo sistemare dentro un AIR-BOX dotato di una serie di valvole di regolazione, sostanzialmente dei grossi rubinetti.

Un contenitore adatto
Ho disegnato una grossa scatola in legno compensato da 12 mm, che possa sostenere il pezzo da provare, per esempio la testa di un CB1100F, ma che possa contenere anche:

  -- un manometro ad acqua per calibrare la potenza del ventilatore, realizzato con un tubo in plastica trasparente
  -- una serie di boccagli calibrati e intercambiabili, di diverse dimensioni, realizzati con le stesse misure di quelli commerciali
  -- un secondo manometro ad acqua, ma di tipo differenziale, che serve per la misura della portata attraverso al boccaglio in uso
  -- un pannello frontale e ben leggibile, magari illuminato, dove fissare i tubi dei manometri e le relative scale graduate, anche queste intercambiabili a seconda del boccaglio usato, che traducano la misura della differenza di pressione direttamente in portata, per esempio in litri al secondo

Questa é la serie completa dei pannelli in legno che costituiscono la struttura. Sembra quasi una base di una cucina, adesso che ci penso ...

http://img255.imageshack.us/img255/9094/esploso.png

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

Questo é lo schema di massima del box principale, da tenere a pavimento, con il piano di lavoro a circa 80 cm, per lavorare comodamente

http://img40.imageshack.us/img40/1345/sezionez.png

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

E questo è lo schema di funzionamento dei manometri e della loro sistemazione

http://img845.imageshack.us/img845/7143/tubazioni.png

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

4 - DALLA TEORIA ALLA PRATICA

Capita la teoria, fatti i disegni di massima, siamo passati alla costruzione. Dico siamo perché mi hanno aiutato anche i fratelloni. Il banco, alla fine, lo useranno loro, sotto l'occhio vigile e "sospettoso"di Primo !

http://img521.imageshack.us/img521/1238/fotoassieme.jpg

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

Manca ancora tutta la parte della strumentazione, da applicare sul tabellone frontale, e soprattutto la sua taratura. Questa é la parte più delicata se si vuole una precisione decente e una buona ripetibilità. Una volta finito e fatte le prime prove, si potrebbe vedere anche l'applicazione di una strumentazione elettronica, con collegamento ad un PC!
Quattro chiacchere con bob mi hanno fatto venire l'acquolina in bocca. In ogni caso sarebbe bello vedere la differenza fra i due sistemi...

Il costo di realizzazione del modello manuale non supera i 200 Euro ... manodopera esclusa naturalmente !

Ecco la strumentazione montata sul pannello frontale:

http://img571.imageshack.us/img571/4879/foto3yu.jpg

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

- a sinistra il manometro a "U" per misurare la pressione a cui sottoporre il condotto durante la prova
- al centro il manometro inclinato per misurare la portata, che é proporzionale alla caduta di pressione attraverso il boccaglio

http://img716.imageshack.us/img716/9060/img00231201302091236.jpg

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

Per poter avere una certa gamma di valori di portate uso una piastra (foto sopra) con 5 fori di diametro crescente da circa 10mm a circa 52mm con i dati che ho riassunto nella tabella seguente:

http://img94.imageshack.us/img94/7498/portte.png

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

e questo é il foglio di calcolo che ho preparato per raccogliere i dati delle prove ed elaborali in maniera utile:

http://img11.imageshack.us/img11/5121/fogliot.png

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

In sostanza prevedo di fare 4 prove ad altrettante alzate diverse, ed in corrispondenza annoto nelle caselle gialle:
- la pressione del manometro verticale, che mi fornisce la pressione effettiva della prova
- la pressione del manometro inclinato, che mi fornisce la misura del flusso passante
- il diametro della valvola in prova, necessaria per calcolare la portata ideale

Con questi dati, mediante un certo numero di formule riesco a determinare :
- il flusso, o portata, standardizzata alla pressione voluta, per esempio 12", ad ogni alzata
- il coefficiente di flusso, che indica di quanto si discosta la portata reale da quella ideale (100 = portata ideale)
- il grafico dei due valori in funzione della alzata

I dati inseriti sono quelli della valvola di aspirazione del Motobi 250 6 Tiranti. Come si vede, il coefficente di flusso non é affatto male ! Questa testa é una delle migliori mai fatte, e viene tenuta come pietra di paragone per le altre, dopo aver fatto registrare prestazioni notevoli sull'anello lungo di Daytona nel 1999 .

5 - DIFFERENZA FRA MODELLO MANUALE E DIGITALE

Nel caso di un banco elettronico, il complesso di tubi in plastica (manometri a liquido) viene sostituito da:
- sensore analogico di pressione
- sensore analogico di portata
- scheda di acquisizione dati analogici e convertitore digitale
- software di calcolo e di comunicazione con PC

la strumentazione ha un costo a partire da circa 1000 Euro, ma risparmia l'incombenza di osservare i manometri e di scrivere i valori sul foglio. Il risparmio di tempo é sicuramente premiante nel caso di una grossa mole di misure da fare.
In caso contrario quello ad acqua, manuale va bene lo stesso.

La precisione dei due sistemi é paragonabile, quello che cambia é la maggiore rapidità di risposta appannagio dell'elettronica, Ma, di nuovo, stiamo parlando di prove da fare in regime "stazionario" e quindi l'elettronica non é indispensabile.

L'azzeramento e la manutenzione del sistema ad acqua si esaurisce nel fare coincidere il livello del liquido con il segno dello zero, e nel ripristinarlo in saxo di evaporazione ...

6 - COMPLETAMENTO DEL PROTOTIPO ...

Dopo gli ultimi ritocchi, il banco di flussaggio finito, o flussometro, si presenta nella sua forma definitiva

http://img10.imageshack.us/img10/6976/img00233201302171816.jpg

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

Il dettagli del piano di lavoro, con la testa in prova ed il dispositivo per l'apertura calibrata della valvola, dotata di comparatore centesimale. Nell'apertura parziale della valvola, anche qualche decimo di millimetro cambia notevolmente il flusso e quindi potrebbe "mascherare" l'esito di un'ottima modifica al condotto ...

http://img825.imageshack.us/img825/8832/img00237201302171943.jpg

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

L'air-box é una componente fondamentale, e deve avere una potenza sufficiente. Abbiamo dovuto sistemare due motori al suo interno, per avere una potenza aspirante maggiore. Le valvole che si notano sul coperchio servono per regolare la pressione di prova al valore voluto, sia in aspirazione che in espulsione. Le due grosse valvole a tre fori servono per la regolazione grossolana, mentre le quattro più piccole per la regolazione fine...

http://img802.imageshack.us/img802/7932/img00236201302171943.jpg

CBWIKI – COSTRUZIONE DI UN FLUSSOMETRO

A QUESTO PUNTO, FINITO L'ATTREZZO, COMINCIA LA SERIE DI PROVE DI FLUSSAGGIO

cb900fboldor · « **Risposta #1 il:** 10 Febbraio 2013, 20:27:23 »

Quando le avrai metti qualche foto, sono proprio curioso di vedere come è fatto.

IVAN · « **Risposta #2 il:** 17 Febbraio 2013, 15:15:38 »

il flussometro é pronto e lo abbiamo provato con una testa "nota", quella del Motobi 250 6 Tiranti da corsa

Mano mano ho aggiornato la prima discussione , in modo di mantenere compatto tutto il discorso della realizzazione.

Adesso é tutto pronto, tranne qualche piccolo dettaglio, per esempio il colorante per il liquido dei manometri, ed il micrometro per misurare esattamente l'alzata delle valvole.

Devo dire che, adesso, é più semplice del previsto e se dovessi rifarlo lo rifarei meglio, ma tant'é ...

A breve comincerò le prove di flussaggio della testa di un CB1100F per vedere come stiamo a livello di flusso e che spazio esiste per il suo miglioramento.

Ci sono domande? Non é un argomento appassionante? ... beh, forse c'é di meglio

BigC · « **Risposta #3 il:** 17 Febbraio 2013, 15:35:19 »

Certo che lo e'... tra l'altro, come sai, ho la testa del mio giocattolo smontata.. hai visto mai, prima di rimontarla gli si potesse fare qualcosa

toni1100 · « **Risposta #4 il:** 17 Febbraio 2013, 17:13:44 »

Ma che Ivan molto interessante
peccato che è già stata rimonatata la testata su cui sono stati fatti dei piccoli lavoretti
artigianali, avremmo potuto vedere i risultati

.
Dovrò rismontare tutto ?