Meccanica dei Fluidi

Linee di emissione (di flusso o di fumo)

In Meccanica dei fluidi, si definiscono linee di emissione (o linee di flusso) quelle traiettorie occupate dalle particelle di fluido in moto in una condotta. Definiscono la posizione che in un determinato istante occupano le particelle passate in precedenza, per un fissato punto del campo di moto. Sono anche dette linee di fumo perché corrispondono …

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Tubo di flusso

Per definire il concetto di tubo di flusso si consideri una qualsiasi linea chiusa che non sia una linea di flusso. Immaginando di tracciare tutte le linee di flusso che passano per tutti i punti della suddetta linea chiusa, si verrà così a formare una superficie tubolare che non verrà attraversata dal fluido nell’istante considerato. …

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Numero di Grashof

Il numero di Grashof (Gr, da Franz Grashof) è un parametro adimensionale che a differenza del numero di Rayleigh, contiene informazioni di sola natura meccanica. Esso contrappone alla forza di galleggiamento gli effetti esclusivi della viscosità: \[Gr=\dfrac{F_g}{(F_v)^2}\] una volta che il moto si è innescato (Ra > 1708) per capire se il moto è laminare oppure turbolento (in …

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Fluido

I fluidi costituiscono due dei tre principali stati di aggregazione della materia. Si definiscono fluidi tutti quei corpi materiali che, a causa della mobilità delle particelle che lo compongono, può subire delle grandi variazioni di forma sotto l’azione di forze di minima entità. In particolare, un fluido in quiete non oppone alcuna resistenza ai cambiamenti di forma. Classificazione dei …

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Numero di Rayleigh

Il numero di Rayleigh (Ra) è un parametro adimensionale che esprime la relazione tra tutte le azioni che contribuiscono positivamente al moto in un fluido (forza fluttuante) e tutto ciò che si oppone negativamente (viscosità e diffusività termica): \[Ra=\dfrac{F_g}{\mu\alpha}\] È, quindi, possibile capire se c’è moto, o no, in condizioni di convezione naturale; oppure se, …

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Numero di Mach

Il numero di Mach (Ma) è un numero adimensionale definito come il rapporto tra una velocità e la velocità del suono nel fluido considerato: \[Ma = \dfrac {v_o}{v_s}\] in cui: vo è la velocità del corpo; vs è la velocità del suono nel fluido considerato. Permette di stabilire quanto siano importanti gli effetti di comprimibilità del fluido …

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Portata

In Meccanica dei Fluidi, con il termine portata si indica la misura della quantità di un fluido che attraversa nell’unità di tempo una sezione di area A. Si definisce portata massica di fluido in un condotto la massa di fluido che attraversa una sezione del condotto nell’unità di tempo. Essa si indica in genere con …

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Legge di Stevino

La legge di Stevino (o equazione fondamentale della statica dei fluidi) è uno dei principi fondamentali dell’idrostatica il quale afferma che: la pressione esercitata da un fluido incomprimibile (arbitrariamente scelto) su di un corpo immerso al suo interno dipende solamente dalla quota h a cui si trova il corpo e dalla densità ρ del fluido stesso moltiplicato …

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Regime turbolento

Un flusso di fluido dicesi in regime turbolento se il moto delle particelle assume un andamento fluttuante (moto instabile) che provoca un mescolamento di massa tra gli strati di fluido adiacenti; nel quale possiamo immaginare sovrapposti due tipologie di movimenti: di trasporto: che determina lo spostamento d’insieme della massa fluida; di agitazione: che comporta unicamente una irregolare oscillazione dei …

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Regime laminare

Un flusso di fluido dicesi in regime laminare se per ogni strato di fluido, tutte le particelle percorrono la medesima traiettoria senza subire alcun mescolamento con le particelle degli strati di fluido adiacenti; ossia il moto nella condotta avviene ordinatamente per strati di fluido paralleli tra loro (sono assenti le componenti normali alla velocità).

Tensione superficiale

La superficie di separazione tra un fluido ed un altro (aria-acqua, aria-solido, acqua-olio, eccetera), non miscibile con il primo, è sede di particolari interazioni chimico fisiche e si comporta (a causa delle forze di attrazione molecolare) come se fosse una membrana elastica in stato uniforme di tensione: tensione superficiale γ. Il valore della tensione superficiale dipende dalla natura dei …

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Legge di Stokes

La legge di Stokes, che prende il nome da George Gabriel Stokes, descrive il rapporto tra la forza d’attrito di una sfera che si muove in un liquido e altre grandezze (quali il raggio della particella, velocità della particella). Una sfera o un corpo che si muove in un liquido (fluido) deve superare una forza d’attrito.

Reologia

La Reologia (dal greco antico ῥέω, reo, ossia “scorrere”, e -λογία, -logìa, ossia “discorso, espressione, teoria”) è la disciplina che studia le proprietà di scorrimento (il moto e la deformazione) dei materiali; in altre parole è la scienza che studia le deformazioni della materia (solidi e fluidi) quando questa è sottoposta a sforzi, con particolare …

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Strato limite

Nell’ambito dei fenomeni di trasporto nelle sostanze fluide, si definisce strato limite (in inglese boundary layer) quella superficie che delimita una zona all’interno di un fluido adiacente ad una regione di separazione tra due fasi, in corrispondenza della quale si ha una brusca variazione di una grandezza fisica, che può essere la velocità, la temperatura, …

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Fluidodinamica

La fluidodinamica è quella parte della meccanica dei fluidi che studia il comportamento dei fluidi (ovvero liquidi e gas) in movimento. La risoluzione di un problema fluidodinamico comporta, in genere, la risoluzione di complesse equazioni differenziali per il calcolo di diverse proprietà del fluido, come, ad esempio, velocità, pressione, densità, e temperatura, in funzione dello …

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