Fisica medica - fluidi reali

Fluidi reali

Effetto Venturi

L'effetto Venturi: la pressione è minore dove la sezione si restringe (la lunghezza delle frecce indica l'andamento della velocità).

Liquido ideale

• Perdita di carico:
  • Lungo un tubo a sezione costante
  • Lungo un tubo con strozzatura

Liquido reale

Moto dei liquidi reali

Nel moto dei liquidi reali, sono presenti al loro interno delle forze di attrito che ostacolano il moto del liquido. Queste forze di attrito sono dovute all'attrazione reciproca tra le molecole (forze di coesione). Tali forze, in un condotto, aumentano dall'interno del fluido verso la parete del condotto.

Quindi, la velocità di scorrimento del liquido aumenta dalle pareti verso il centro del tubo cilindrico.

Flusso laminare

Si può immaginare che il liquido sia costituito da cilindri concentrici che scorrono uno dentro l'altro, dando luogo a un profilo di velocità decrescenti dal centro verso la parete del tubo, senza mescolarsi tra loro.

Un moto del genere è un moto laminare.

Viscosità

Sia S la superficie laterale di un cilindro di raggio r che scorre con velocità v + Δv su di esso scorre con velocità v un secondo strato cilindrico di raggio r + Δr.

Sperimentalmente si trova che la forza di attrito (F) tra due strati contigui è proporzionale alla superficie S e alla differenza di velocità ed è inversamente proporzionale a Δr:

F = S η dv / dr

dove:

• dv/dr è chiamato gradiente di velocità
• η è il coefficiente di viscosità e varia col tipo di liquido
• η varia con la temperatura e la pressione: η diminuisce all'aumentare della T; η cresce all'aumentare della P.

Risolvendo rispetto a η:

η = F / (S dv / dr)

Unità di misura della viscosità

Unità di misura di η:

• S.I.: Pa·s = N·s/m²
• Gauss: Ba·s = dyne·s/cm²

Viscosità di H₂O