meccanica sei fluidi, Appunti di Meccanica dei Fluidi

Scarica meccanica sei fluidi e più Appunti in PDF di Meccanica dei Fluidi solo su Docsity! Domande Meccanica La densità è una proprietà del fluido dipende dalla pressione e dalla temperatura, È definita come il rapporto fra la sua massa M e il suo volume W che la contiene Viscosità Si verifica in corrispondenza ad ogni superficie di contatto tra un solido è un fluido ovvero tra due flussi aventi differenti velocità dovuta alla viscosità. La regione di fluido nella quale avviene tale gradiente di velocità e lo stato limite.\ In corrispondenza della lastra i fluido sì arresta aderendovi completamente si verifica la condizione di aderenza ogni scorrimento relativo fra la lastra e fluido e quindi impedito il fluido che aderisce all’altra frena lo strato adiacente che a sua volta frena quello successivo fino a una distanza dal quale si ristabilisce valore indisturbato della velocità. vo Nel caso di Due strati che si muovono con differenze velocità si sviluppano degli apporti tangenziali. L’azione lo strato più veloce tende a strisciare quello più lenta, reazione quello più lento tende a frenare quello più veloce, gli sforzi tangenziali possono essere visti come sforzi di trascinamento esporsi resistenti. principi di reazione è azione per effetto della condizione di aderenza il fluido esercita sulla nostra nazione di trascinamento è una forza cioè che ha la direzione del moto del fluido. Newton definiva la viscosità come mancanza di scivolosità in un fluido inquiete gli sforzi tangenziali sono nulli Legge-Equazione di Newton e misura viscosità Definisce il cosiddetto comportamento reo logico dei fluidi Newtoniani nei quali lo sforzo tangenziale viscoso è direttamente proporzionale al gradiente di velocità W. in contrapposizione tutti gli altri fluidi sono detti non Newtoniani nei liquidi newtoniani la viscosità dinamica non dipende dalla pressione mentre diminuisce all’aumentare della temperatura. All’aumentare di questa infatti le molecole acquistano energia si oppongono alla coesione intermolecolare e possono quindi muoversi liberamente in alcuni casi avviene il contrario. 1 L’esperimento di renols 1 abbiamo un’acqua limpida 2 poi inseriamo un filetto fluido colorato nell’acqua intensamente colorata e notiamo che a valori più bassi di velocità. il filetto fluido rimane stabile e rettilineo e rimane indipendente rispetto alla corrente circostante, mano a mano che aumenta la velocità il filetto fluido rimane indipendente dalla corrente circostante. però inizia oscillare 3 vediamo superare una certa soglia fluida di velocità di velocità per cui si aveva la dispersione del filetto fluido per la corrente circostante E sostanzialmente il parametro sul quale si stabilisce. Realmente il parametro sul quale si stabilisce di che tipo di regime si tratta è il numero di renols indica quante volte le forze di inerzia sono più grande di quelle viscose. si prende in considerazione le velocità media tra correnti come lunghezza e diametro delle tubazioni e si fa il rapporto con velocità caratteristica è il numero che esce fuori e il numero di Reno se è inferiore a 2000 e stabili e un regime laminare si è compreso tra il 2000 e 4000 e di transizione si si supera 4000 e turbolento Numero di Fruit Indica quante le forze di inerzia sono maggiori della forza peso. il numero di Fruit ad esempio insieme al numero di Reynolds è una grandezza meccanica che definisce il comportamento le caratteristiche di un fluido. Si consideru il rapporto Equazione di stato È la relazione che lega la densità alla temperatura e alla pressione essa si può quindi esprimere nella formula Avevamo notato la equazione quando abbiamo parlato di densità che era collegata al concetto che a densità dipende dalla pressione temperatura Si consideri un volume w che contenga massa fluida m m=pw il volume cambia se sottoposto ad una variazione di temperatura (dilatabilità) o di pressione (comprimibilità) per di conservazione della massa, non cambia per effetto di una variazione dm:0 2 Equazione di continuità Traducono il principio di conservazione della massa in relazioni di tipo cinematica, possiamo vedere l’equazione di continuità per un filetto fluido per Costruzione un filetto fluido rappresenta un tubo di flusso elementare nel quale essendo il vettore velocità tangente in ogni punto della superficie laterale gli scambi di massa con l’esterno vengono unicamente attraverso le due basi per questo in condizioni in modo permanente la portata mastica che definisce in un filetto si mantiene costante in caso di un filetto omogeneo incomprimibile e processo isoterma l’equazione di continuità si scrive in termini di portata volumetrica L’equazione di continuità per una corrente Si fa riferimento unicamente a condizione di liquidò incomprimibile e isoterma si considera un tronco ricorrente delimitato dalla sezione uno di aria Teorema di Bernoulli Non si può applicare a tutti i liquidi solo ai fluidi reali che hanno determinate caratteristiche -fluidi che si devono trovare in un sistema chiuso dove non si abbia scambi di energia con l’esterno -l’unica forza applicata deve essere quella di gravità -non ci deve essere nessun sforzo tangenziale cioè un fluido perfetto -la viscosità deve essere nulla -dobbiamo avere un fluido non comprimibile isotermo e omogeneo dove godere di un moto permanente, movimenti piccoli e quasi nulli. Possiamo vedere il teorema di bernulli per un filetto fluido, ad una corrente gradualmente variata, // di un liquido reale. L’enunciato afferma che la somma di tre termini quota piezometrica, l’altezza cinematica, e la grandezza piezometrica di un determinato fluido sono costanti Si basa su quello che è l’energia cinetica la massa rimane uguale all’interno di questi fluidi per la filtrazione della massa io posso fare la somma delle forze che agiscono nella gravità e nella pressione. 5 Estensione del teorema ad una corrente gradualmente variata l’enunciato, in una corrente gradualmente variata di un fluido perfetto pesante, incomprimibile e in condizioni isoterme che si muova in moto permanente, il carico idraulico totale E, si mantiene costante. La sua estensione ad una corrente, ad un insieme di filetti fluidi ciascun filetto è caratterizzato da un differente valore costante Condizioni di aderenza È una condizione che introduce la viscosità che con il peso specifico la densità è una delle grandezze che ti determina che caratterizza il mio fluido ad esempio un fluido in condizioni di aderenza io la io lo noto quando un fluido va a contatto con un altro corpo ad esempio un fluido che va a contatto con un una lastra solida ferma io noto che lo strato che a contatto con il fluido e la piastra la velocità delle mie particelle che inizialmente erano avevano un valore cambia e diventa nulla ciò assume la stessa velocità delle mie particelle del mio corpo solido Strumenti di misura della portata In condizioni stazionarie, la portata piò essere misurata dividendo il volume, defluito in un intervallo di tempo. Si utilizzano frequentemente i misuratori a induzione magnetica e quelli ad ultrasuoni. Tali dispositivi appartengono alla categoria dei strumenti non intrusive. Misuratori di portata ad induzione elettromagnetica Si basano sulla legge della induzione elettromagnetica di faraday, codesta legge afferma che: un conduttore mobile in campo magnetico di intensità B è sede di una forza elettromotrice, la cui intensità è proporzionale alla velocità relativa di spostamento del conduttore rispetto al campo. Il conduttore è costituito dal liquido che defluisce in una tubazione in pressione di diametro D e velocità media V essendo il campo magnetico fermo. I misuratori di portata ad induzione elettromagnetica si definiscono strumenti a risposte lineare, tali dispositivi consentono altresì di monitorare anche processi di moto non stazionari. Fra i punti deboli si segnala la possibilità di malfunzionamento dovuta al formarsi di incrostazioni sugli elettrodi e necessario periodicamente la pulizia. 6 Misuratore di portata ad ultrasuoni Alcuni misuratori di portata ad ultrasuoni si basano sul cosiddetto effetto doppler, si definisce frequenza doppler, FD. La differenza fra la frequenza rilevata dall’osservazione FO e quella di emissione FS nei misuratori ad ultrasuoni ad effetto doppler gli elementi principali sono un altoparlante A e un microfono M applicati sulla parete esterna della tubazione. il suono di frequenza FS e messo dall’altoparlante attraversa la parete della condotta e penetra nel liquidò che vi defluisce. Affinché lo strumento funzioni correttamente e necessario che il liquidò trasporto in sospensioni delle particelle solide dei doni dimensioni. Tali particelle solide infatti riflettono il suono anche verso il microfono M determinando un doppio effetto Doppler. Perché le particelle solide sono in moto rispetto all’altoparlante e esse sono in moto rispetto al microfono emme dall’entità dell’effetto si può risalire alla velocità delle particelle solide Misura di portata con i dispositivi ultrasonori Il dispositivo ultra sono resi base non solo effetto Doppler è un effetto che avviene per cambio di frequenza di un suono ad esempio possiamo paragonare le sonore dei cerchi concentrici che vengono emessi da una sorgente ad esempio un’ambulanza possiamo notare se l’ambulanza e permanente all’osservatore sarà pervaso da questi comprensioni che sono uguali a quelli emessi dalla sorgente dell’ambulanza mentre se l’ambulanza va incontro all’osservatore verrà devastato da una quantità maggiore di questi compressione quindi sentiamo un suono molto più acuto mentre la faccia e poi sta bene quando si allontanano dall’osservatore quindi sentirà un suono più grave allora l’effetto Doppler è dato dalla relazione effe di uguale frequenza che arriva dall’osservatore quindi se ho meno la frequenza emessa dalla sorgente i dispositivi di ultrasuoni in anzitutto gli elementi principali sono il microfono è un alto parlante. Il suono parte dell’auto parlante penetra e la condotta quindi arriva all’interno della corrente affinché dispositivo funzioni correttamente la corrente deve trasportare sospensioni. Le particelle solide le quali può riflettere il suono anche il microfono e quindi ci sarà un doppio effetto Doppler il primo perché le particelle si muovono di moto rispetto all’altoparlante il secondo perché le particelle si muovono di moto rispetto al microfono il quale acquisisce questo andamento, con frequenza la cui frequenza dipende dalla velocità delle particelle che riescono all’interno di questa condotta 7