Fisica 2 - Celli

Il diagramma che descrive qualitativamente il comportamento dei fluidi non-newtoniani con variazione di velocità periferica non dipendente dal tempo

Si consideri il caso in cui viene applicato un sforzo tangenziale costante a un materiale per un lasso di tempo lungo. Questi fluidi si dividono in due gruppi:

• Fluidi tissotropici: la viscosità diminuisce con il passare del tempo quando sottoposti a continuità ad un sforzo tangenziale.
• Fluidi reopectici: la viscosità aumenta con il passare del tempo quando sottoposti a continuità ad un sforzo tangenziale.

Viscosometro: è un particolare tipo di reometro che si usa per studiare la relazione sforzo tangenziale-variazione di velocità di un dato fluido.

VISCOSOMETRO CAPILLARE: è costituito da un sistema che mette in movimento il fluido in un condotto in modo tale da studiare la caduta di pressione che avviene all'interno. Necessario mantenere la velocità costante. VISCOSOMETRO ROTATIVI: costituiti da due superfici che scorrono l'una rispetto all'altra. Fra queste due superfici c'è il fluido. Si dividono in due macrocategorie: - VISCOSOMETRO rotativo a sforzo tangenziale controllato-

VISCOSOMETRO rotativo a velocità controllata

METODO DI FLUIDO ALL'INTERNO DI CONDOTTI:

I problemi più semplici da risolvere sono quelli in cui si considera un moto laminare e stazionario di un fluido newtoniano caratterizzato da viscosità e densità costante. Il regime indotto dall'esterno è detto convenzione forzata (forzata da un agente esterno).

PROFILO DI VELOCITÀ: descrive come varia la velocità del fluido sulla sezione del condotto considerato. Può essere funzione di una o più coordinate, rappresentata graficamente con una linea piuttosto che con una superficie.

FLUSSO DI POISEUILLE: Nel caso si imponga un gradiente di pressione sul fluido che scorre all'interno di un condotto a sezione circolare, il profilo che si ottiene è un profilo parabolico detto profilo di Poiseuille. Descrive un regime di moto detto parallelo (laminare) ed è caratterizzato da un'unica componente di velocità, quella parallela all'asse del condotto. La componente varia solo con la coordinata trasversale al condotto, ha valore nullo in corrispondenza delle pareti del condotto e ha valore massimo sull'asse del condotto. Vicino alla pompa ci troviamo nella regione detta DI INGRESSO DINAMICO. Il profilo della velocità di Poiseuille viene scritto:

ADERENZA ALLA PARETE: l'aderenza è dovuta all'interazione del fluido con le sporgenze della parete del condotto. Le superfici del condotto presentano delle "sporgenze" e delle "rientranze". Le dimensioni delle molecole del fluido sono inferiori rispetto a quelle delle irregolarità e quindi le molecole si trovano ad interagire con esse. Si avrà quindi uno strato di fluido caratterizzato da velocità nulla alla parete e quindi detta aderenza.

SCABREZZA MEDIA: Il valore medio della dimensione delle irregolarità viene chiamato scabrezza media e si indica con il simbolo:

REGIME DI MOTO NEI MOTI INTERNI (fluidi newtoniani): Questo tipo di moto è caratterizzato da diversi tipi di regimi, ogni regime influenza in maniera differente la resistenza del fluido che incontra:

RegimediStokes - Regimeturbolento- Regimelaminare - Regimeditransizione ESPERIMENTODIREYNOLDS: Eglidimostrocomeunaprecisacombinazionedialcunifattoriidentifichilasogliaperl'innescodimotiprimaconvettiviepoiturbolenti. Luilavoròconuncondottodivetropercorsodaunliquidoprovenientedaunserbatoioalivellocostante. Lavelocitàvenneregolatamedianteunavalvola. Reynoldsosservòche,finoaduncertovaloredivelocitàmedia,lelineedicorrenterimanevanoidentificabiliconprecisionemediantel'iniezionecontinuadicolorante. Ilregimedimotoèevidentementestabileevienedettolaminare. Quandolavelocitàmediasuperavauncertovalorelimite,ilcolorantesidistribuivauniformementeall'internodituttoilcondotto. Inquestocaso,ilregimedimotoèinstabileevienedettoturbolento. Nelregimedimototurbolento,lelineedicor