In fluidodinamica, la vena contracta è il punto in cui un fluido che fuoriesce da un foro, o un ugello, subisce la massima contrattura. In tale punto è massima la trasformazione dell’energia potenziale dovuta alla pressione del fluido in energia di movimento (energia cinetica).

Si tratta del punto più ristretto prima della formazione del getto da rigurgito e può essere considerata come misura della dimensione antero-posteriore dell’area effettiva di rigurgito.

La contrazione massima avviene in un tratto leggermente a valle del foro, dove il getto è più o meno orizzontale.

Descrizione L'effetto si osserva anche nel flusso da un serbatoio in un tubo o in un'improvvisa contrazione del diametro del tubo. Le linee di flusso convergeranno appena a valle del cambiamento di diametro e una regione di flusso separato si originerà dall'angolo acuto del cambiamento di diametro e si estenderà oltre la vena contracta.

La formazione di vena contracta può essere vista nel venturimetro.

La ragione di questo fenomeno è che le linee di flusso non possono cambiare bruscamente direzione. Sia nel caso del getto libero, che nel cambio improvviso del diametro del tubo, le linee di flusso non sono in grado di seguire perfettamente l'angolo acuto nella parete del tubo/serbatoio. Le linee di flusso convergenti seguono un percorso regolare, che si traduce nel restringimento del getto (o flusso del tubo primario).

La misurazione della vena contracta è utile nell'ecocardiografia, dove descrive la più piccola sezione del getto di flusso sanguigno che esce da una valvola cardiaca. Ciò corrisponde all'area effettiva dell'orifizio (OEA) calcolata per le valvole cardiache utilizzando l'equazione di continuità.

Armi da fuoco Il termine vena contracta era usato da diversi costruttori di fucili a canna liscia inglesi del XIX e XX secolo. Le canne dei fucili sportivi si assottigliavano molto pesantemente dalla culatta alla volata. In questa maniera un fucile con culatta calibro 12 avrebbe avuto una volata calibro 20. L'idea era di mantenere i vantaggi di un fucile a canna larga che colpisse pesantemente, pur mantenendo il rinculo minore e la facile manovrabilità di un piccolo calibro. Diverse aziende leader nel settore hanno prodotto questo tipo di armi, ma la scelta si è rivelata poco efficace e la maggior parte delle armi fu restituita ai produttori in cambio di canne di grosso calibro. Rari sono i modelli completi e funzionanti, che comunque non sono molto ricercati sul mercato.

Coefficiente di contrazione Il coefficiente di contrazione è definito come il rapporto tra l'area del getto in corrispondenza della vena contracta e l'area del foro.

C c = Area alla vena contracta / Area del foro.

Il valore tipico può essere 0,611 per un foro acuto (concentrico con il canale di flusso). Più piccolo è il valore, maggiore sarà l'effetto della vena contracta.

Note

Bibliografia

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Categoria:Meccanica dei fluidi