Moto dei Fluidi - Appunti ed Esercizi commentati - Primo modulo di Moto dei Fluidi e Termocinetica -

Moto dei Fluidi e Termocinetica

Prof.ssa Eugenia Rossi di Schio

CAP.1: Elementi basilari della fluidodinamica

Nell'ambito della fluidodinamica da noi affrontato si studieranno dei fluidi in moto in una regione di spazio in cui è presente un campo gravitazionale e null'altro.

Ad ogni istante potrò osservare:

• Def: Fluido è unione di sistemi infinitesimi chiusi, detti "elementi" o "particelle di fluido" che si trovano in moto.
• Def: Elemento di fluido è sistema infinitesimo chiuso caratterizzato da: volume infinitesimo dV.
• Velocità: v.

In virtù della modellizzazione adottata il fluido verrà considerato come un'entità continua, aspetto che ci permetterà di riferire tutte le sue proprietà ad un comportamento macroscopico ridotto che riconosco facilitandone di molto lo studio.

• Def: Traiettoria insieme delle posizioni assunte nel tempo da un elemento di fluido.
• * Oss: La traiettoria può essere chiaramente visualizzata intersecando un tubo colante in esso (a patto che questo non disturba).
• Def: Linea di corrente è linea tangente in ogni punto al vettore velocità.
• * Oss: Posso visualizzare le linee di corrente interponendo un insieme di tinta (caso non istantaneo) di colante in partenza al tempo t e esso non si deformi.
• Def: Moto stazionario la velocità, in qualsiasi punto preso, non dipende dal tempo. Tale aspetto ci permetterà di descrivere il campo di velocità mediante una funzione vettoriale dello spazio indipendentemente dai tempi.
• v = v _x (x, y, z)
• (indicazione importante:)
• => Nel moto stazionario le linee di corrente, non variando nel tempo, coincidono con la traiettoria.
• Def: Tubo di flusso è insieme delle linee di flusso che passano per i punti di una linea chiusa e per tutti i punti interni ad essa.
• * Oss: Quando di ha a che fare con un tubo di flusso noto sottile si parlerà di filare fluido.

Moto laminare e turbolento (Osborne Reynolds)

• Si considera un tubo di vetro percorso da un liquido che proviene da un serbatoio a livello costante. La velocità media del fluido, v, è espressa come portata in volume / area sezionale tra portata media.
• Iniettiamo ora del colorante all’interno del tubo e osserviamo le figure che vengono formate da V.
• Quando osserviamo che nel loro vanno di V, interno ad un certo valore si trovano le linee corrente. Sono ben visibilmente percorse in tutte le varietà il colorante e indicando una semplice unica strada(?), ed ogni tipo di perturbazione, si disturba per nulla nel tubo, nel ragione ciò chiamiamo il moto del fluido come laminare; nel secondo caso turbolento.

Moto dei Fluidi e Termocinetica

Prof.ssa Eugenia Rossi di Schio

1. CAP.1: Elementi basilari della fluidodinamica

   Nell'ambito della fluidodinamica da noi affrontata si studieranno dei fluidi in moto in una regione di spazio in cui è presente un campo gravitazionale g di forza.

   Ad ogni istante potrò osservare:

   • Def.1 : Fluido = unico di sistemi infinitesimi chiusi, detti "elementi" o "particelle di fluido" che si trovano in moto.

   • Def.2 : Elemento di fluido = sistema infinitesimo chiuso caratterizzato da:

     • Volume infinitesimo dV.

     • Velocità: v.

   In virtù della modellizzazione adottata il fluido verrà considerato come un'entità continua, aspetto che ci permetterà di ritenere tutte le sue proprietà ad un comportamento macroscopico ridotto che risulteranno facilitazione di molto lo studio.

   • Def.3 : Traiettoria = insieme delle posizioni assunte nel tempo da un elemento di fluido.

     • Oss.: La traiettoria può essere chiaramente visualizzata immergendo nel tutto un colorante in esso (a patto che questo non disperda).

   • Def.4 : Linea di corrente = linea tangente in ogni punto al vettore di flusso del vettore velocità v.

     • Oss.: Posso visualizzare la linea di corrente immergendo nel tempo materiali (non in istanta-rea) di colorante un punto a patto che esso non si disperda.

   • Def.5 : Moto stazionario = la velocità v, in qualsiasi punto p(x0,y0,z0) non dipenda dal tempo. Tale aspetto ci permetterà di descrivere il campo di velocità mediante un