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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.
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:
essere riempito anche con un liquidò diverso la differenza di livello tra i due menischi permette di calcolare la pressione all’interno del contenitore Trasduttori di pressione Si definisce trasduttore di pressione un dispositivo di misura che ha come input un segnale di pressione e come output una grandezza adesso è legata da una legge fisica. Se l’output è di natura meccanica il traduttore è definito meccanico se invece l’altro è di natura elettrica viene definito elettrico. Entrambi trasduttori sfruttano la deflessione o deformazione causata dalla pressione su un elemento elastico sensibile. Trasduttori meccanici. la deformazione elastica dell’elemento sensibile genera un segnale di natura meccanico sono strumenti di misura a lettura diretta Trasduttori elettrici. La deformazione elastica dell’elemento sensibile gene a un segnale in un circuito elettrico è impiegata anche per la lettura a distanza Il manometro a tubo di Burton Esso consiste in un tubo metallico cavo a sezione ellittica piegato ad uncino, un’estremità del tubo è chiusa mentre l’altra aperta, dall’estremità aperta entra il fluido del quale si vuole misurare la pressione e lo deforma. la deformazione viene amplificata con un sistema di leve che comanda un indice rotante su una scala graduale. Sensore di pressione vi è un elemento elastico per esempio una membrana o diaframma che si deforma per effetto della pressione applicata tale deformazione genera nel circuito elettrico collegato a una variazione di resistenza e il compito nell’elemento elastico quello di con invertire la pressione da misurare una deformazione nel modo più riproducibile lineare. Le caratteristiche vengano definite dalla scelta del materiale e dalla struttura dell’elemento elastico. I trasduttori di pressione piezoresistivi la membrana del trasduttore infatti collegata a degli estensimetri cablati in una configurazione a ponte di West Stone. la membrana si flette per effetto della pressione e tale flessione della membrana porta una deformazione e quindi è una variazione della resistenza elettrica del ponte proporzionale alla pressione. il ponte viene utilizzato da una parte per aumentare la sensibilità del trasduttore e compensare e ridurre gli effetti di derivata termica a causa della presenza degli elementi piazzò resistivi, consente la misura della variazione di resistenza nella quale si verifica una variazione della tensione
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.
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
Tubo di pitot Un tubo piegato a 90° il cui il ramo piu piccolo con un piccolo foro in corrispondenza del punto di ristagno viene inserito contro corrente e allineati con la direzione locale della velocità. Il ramo più lungo invece realizzato in genere con materiale trasparente e posto in comunicazione con l’atmosfera. Ad una distanza a monte dove la corrente non sia disturbata dal tubo, viene installato un piezometro sia P un punto della sezione in cui è installato il piezometro. Risulta che il tubo è uno strumento di misura intrusivo per poter misurare la velocità in un punto è necessario inserire il dispositivo in corrispondenza del punto prescelto disturbando la corrente. È proprio tale disturbo della corrente che comporta l’annullamento della velocità nel punto di ristagno a consentire la misura della velocità Effetto venturi Parliamo del funzionamento del venturimetro che è formato da tre diverse tubazioni. La 1 tubazione convergente di diametro D maiuscolo che va a convergere in una tubazione che avrà un diametro più piccolo. D minuscolo passerà la stessa identica portata che noi siamo andati a inserire nella prima tubazione, da questa seconda tubazione di piccolo avremo una tubazione che inizierà ad allargarsi fino ad arrivare a un’altra tubazione solo che la tubazione si ampia in maniera graduale per non avere una perdita di carico. Mettendo due piezometri uno prima che la tubazione Siristringa e l’altro nel ristringimento abbiamo quote piezometrica differenti e come quote piezometrica andiamo a definire la somma tra quota zeotecnica e l’altezza piezometrica. Vediamo che nella prima tubazione abbiamo una corrente idrotalmente variabile ovvero con politiche sono rettilinei e paralleli tra di loro. Nel momento che si restringe non abbiamo una corrente totalmente variata in questo in quanto nel risorgimento questa corrente gradualmente ritorna variata nell’andamento in cui la tubazione ritorna rettilinea.
Coefficiente di flusso Funzionamento del viscosimetrico È uno strumento che consente di misurare la viscosità ed è costituito da due cilindri uno interno piccolo e uno esterno il quale tocca inserire. Come prima cosa il liquidò a cui vuole misurare la viscosità all’interno dell’intercapedine tra i due cilindri deve avere uno spessore S che deve essere molto minore rispetto al raggio del cilindro interno R. Come prima cosa si deve ruotare uno dei due cilindri ad esempio quello interno rispetto all’asse verticale di velocità angolare W. si può notare che dopo un certo intervallo di tempo si comincerà a notare il cilindro esterno e per tenerlo fermo bisogna applicare delle forze tangenziali resistenti di uguale di frattura e quindi l’equazione di Newton TV uguale mini per W fratto S uguale dove è lo sforzo tangenziale diversamente proporzionato al gradiente di velocità W inversamente proporzionale all’intercapedine sud e questo rapporto è in gradiente di velocità W e coefficiente di
