Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
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DINAMOMETRO E DINAMOGRAFOluogo dell'espressione antecedente si potrà eziandio impiegare quest'altra
Nel seguito mi toccherà di parlare nuovamente di questa tara, e particolarmente delle avvertenze da aversi nel determinarla.
Condizioni da soddisfarsi per ottenere una esatta misura del lavoro col freno di Proni/. — La formola ora rammentata per la determinazione del lavoro misurato col freno di Prony, per essere applicabile, presupponendo l'equilibrio dinamico della macchina, richiede almeno che al principio ed alla fine dell'esperimento questa cammini con uguale velocità. Siccome poi ancora non è un lavoro variabile quello che per lo più devesi misurare, ma un lavoro che costantemente la macchina è capace di produrre in un dato tempo ed in condizioni determinate, ad es. per una macchina a vapore, di pressione ed espansione del vapore, ecc., e di velocità, così in conclusione vedesi che durante un intero esperimento col freno di Prony la velocità della macchina vuol essere mantenuta costante. Oltracciò la semplice ispezione della stessa formola dà a conoscere che, primamente durante l'intiero esperimento, debbono conservarsi costanti i due momenti, quello cioè del carico PL e l'altro proprio del freno pi [formola (1)]. Ora non è difficile l'avvedersi che, senza arrecare una qualche modificazione alla disposizione sovra descritta del freno, non si possono soddisfare queste tre condizioni.
Ed invero, cominciando dalla velocità, fatta eziandio astrazione dalle variazioni di essa dipendentemente dall'impossibilità di mantenere in perfetto stato di regime la macchina, comprendesi che la velocità medesima è soggetta a variare grandemente per causa del calore, che nasce dall'attrito fra la puleggia e le mascelle del freno, tosto riscalda queste parti e fa crescere l'intensità di questa resistenza d'attrito, producendo un rallentamento nella macchina. Dovendosi allora subito ricondurre la velocità al valore primitivo, è forza ricorrere alle viti del freno e modificare il suo carico. Le quali operazioni, non potendo effettuarsi immediatamente con esito sicuro, per la difficoltà di rallentare d'una quantità conveniente le viti, genereranno delle oscillazioni nel braccio del freno. Inoltre è da notarsi che un cosiffatto rimedio è applicabile soltanto fino ad un certo limite, attesoché le viti non ponno rallentarsi se non sino ad un certo segno. Ciò significa, in altre parole, che bisogna pure ad un tempo provvedere alla rimozione della causa prima di questo rallentamento, vale a dire alla sottrazione del calore che rapidamente si va svolgendo ed accumulando nell'apparecchio.
Le osservazioni ora riferite sono sufficienti per rendere ragione, in primo luogo, della grande quantità d'acqua fredda che continuamente si deve versare sull'apparecchio durante l'esperimento, e la quale tenendo a conservare costante la temperatura, non permette alla resistenza d'attrito di variare troppo bruscamente e di grande quantità. Se non che vuoisi notare subito, per rapporto a questo ripiego di far cadere per tutto l'esperimento un getto di acqua sulle mascelle e sulla puleggia del freno,
che : 1° quest'acqua terminando con imbibire il legno modificherà la tara del freno, ossia farà variare il secondo dei succitati momenti pi; 2° contribuirà, in un col calore che malgrado il getto d'acqua rimane nell'apparecchio, a far dilatare le due mascelle, e quindi anche a far aumentare la pressione e la resistenza di attrito fra queste mascelle e la puleggia.
Dalle medesime osservazioni si deduce pure che, per cagione delle oscillazioni più o meno grandi del braccio del freno, i due momenti del carico P L e del braccio del freno p l trovansi soggetti a variare continuamente: ond'è che eziandio, allo scopo di rendere costanti questi momenti, farà d'uopo ricorrere a qualche speciale spediente nella disposizione delle varie parti componenti il freno. Riservandomi di far noti questi spedienti, qui dirò soltanto che, ove siano soddisfatte queste due condizioni della costanza dei momenti PL e pi, il lavoro calcolato coll'una o coll'altra delle due forinole precedenti risulta sempre uguale al lavoro da misurarsi o disponibile sull'albero motore, le accennate oscillazioni non potendo allora essere causa di consumo di lavoro, purché, ben inteso, esse vengano considerate sempre in un numero intero.
Varie disposizioni di freno dinamometrico immaginale per soddisfare alle condizioni precedenti. — Accennerò ora le principali disposizioni state immaginate per soddisfare, il meglio possibile, alle precedenti condizioni, dall'anno 1821 in cui Prony ha inventato e adoperato il freno dinamometrico, fino a questi ultimi anni. A mia notizia, in Francia Poncelet, Piobert, Tardy e Morin, ed in Prussia Egen, poco dopo l'invenzione di Prony, furono i primi ad introdurre alcuni perfezionamenti nello strumento in discorso. Poscia in Francia altri continuarono con maggior successo questi studii, cioè De Saint-Léger nel 1837, Rolland e Demondésir nel 1847, e da ultimo ancora Kretz nel 1864, il primo ingegnerò delle miniere ed i tre altri ingegneri dell'Amministrazione dei tabacchi. Dopo Kretz viene il nostro concittadino cav. Francesco Thiabaud, sotto-direttore dell'officina governativa delle carte e valori, il quale sin dall'anno 1873 cominciò a far uso del freno di Prony secondo la nuova disposizione da lui ideata, a circolazione continua d'acqua.
Ho già detto più volte che deve preferirsi quella disposizione, in cui i movimenti del carico e dei peso proprio del freno possono rimanere costanti, ad onta delle oscillazioni del suo braccio. Or bene, il modo più semplice di riuscire in questo intento, pel secondo di tali momenti, si è di far coincidere il centro di gravità dello strumento coll'asse dell'albero motore, ossia di equilibrare rispetto a quest'asse il sistema formato dalle mascelle e dal braccio del freno. Questa disposizione, che raramente s'incontra nei freni dinamometrici ordinarii, trovavasi già praticata nel freno primitivo di Prony, il quale appunto per simile scopo era munito di due bracci di leva collocati sui due fianchi dello strumento in maniera da rendere questo esattamente equilibrato per rapporto all'asse di rotazione. Questa disposizione è conosciuta ancora oggidì sotto il nome di freno a leva superiore ed a leva inferiore.
Onde rendere anche costante l'altro momento del carico del freno, Fourneyron, l'inventore della tur-
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