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Meccanica dei fluidi

Legge di Stevino

La legge di Stevino è uno dei principi fondamentali dell’idrostatica il quale afferma che: la pressione esercitata da un fluido incomprimibile (arbitrariamente scelto) su di un corpo immerso al suo interno dipende solamente dalla quota \(h\) a cui si trova il corpo e dalla densità \(\rho\) del fluido stesso moltiplicato per l’accelerazione di gravità \(g\).…

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Equazione globale dell’equilibrio statico dei fluidi

L’equazione globale dell’equilibrio statico definisce che la risultante delle forze di massa agenti sopra un generico volume di fluido (in quiete) è uguale ed opposta alla spinta agente (dall’esterno verso l’interno) sulla superficie di contorno che lo delimita. Essa è: \[G+\Pi =\int_V\rho FdV+\int_A PndA=0\] dove \(A\) è la superficie di contorno, il primo integrale \(G\)…

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Equazione indefinita della statica dei fluidi

L’equazione indefinita della statica dei fluidi è una relazione fra grandezze caratterizzanti l’equilibrio o il moto dei fluidi, con valenza per un qualsiasi punto del sistema: più precisamente, per l’elemento infinitesimo all’intorno del punto sul quale agiscono le forze di massa e di superficie. In definitiva la risultante di tutte le forze superficiali vale: \[F_s=-\left(\frac{\partial P}{\partial…

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Statica dei fluidi

La statica dei fluidi, spesso detta anche idrostatica o fluidostatica, è una branca della meccanica dei fluidi che studia i fluidi in stato di quiete, cioè ogni corpo continuo per cui sia valida la legge di Pascal con velocità media costante nel tempo e vettorialmente omogenea nello spazio. Voci correlate Equazione indefinita della statica dei…

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Spinta idrostatica

La spinta idrostatica è una forza che agisce su di una superficie, diretta perpendicolarmente ad essa, con modulo pari al prodotto della pressione nel suo baricentro (centro di massa) per l’area della superficie stessa. \[\vec{S}=\int_{\sigma}P\vec{n}d\sigma = \int_{\sigma}\rho gh\vec{n}d\sigma\] se il piano dei carichi idrostatici passa per il baricentro della superficie, la spinta è nulla ed…

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Fluido reopectico (o reopessico)

Si definiscono fluidi reopectici (detti anche reopessici o reopettici) quei fluidi a comportamento dipendente dal tempo, che al contrario dei fluidi tissotropici, all’aumentare del tempo, gli sforzi tangenziali continuano a crescere fino a diventare, in qualche caso, talmente grandi al punto che il fluido assume l’aspetto ed il comportamento di un solido (la viscosità aumenta in funzione del tempo…

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Fluido tissotropico (o tixotropico)

Si definiscono fluidi tissotropici (detti anche tixotropici) quei fluidi a comportamento dipendente dal tempo il cui sforzo tangenziale diminuisce gradualmente nel tempo, per tendere infine ad un valore limite, in corrispondenza del quale il fluido si comporta come newtoniano. I sistemi tissotropici, tipicamente, contengono particelle asimmetriche che mediante numerosi punti di contatto costituiscono, all’interno del mezzo, una…

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Fluido plastico alla Bingham

I fluidi che presentano comportamento di tipo plastico alla Bingham hanno velocità di deformazione nulla finché la sollecitazione tangenziale (forza di taglio) non supera un certo valore soglia (\(\tau_0\)), che prende il nome di “limite di scorrimento”. Superato questo valore, il fluido si comporta come newtoniano. L’equazione che rappresenta questo comportamento è l’equazione di Bingham: \[\tau = \frac{\partial…

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Fluido dilatante

Si definiscono fluidi dilatanti quella tipologia di fluidi (a comportamento indipendente dal tempo) in cui lo scorrimento inizia anche per azione di forze modeste; ovvero presentano comportamento opposto a quello dei fluidi pseudoplastici. La viscosità apparente aumenta con la velocità di deformazione: shear thickening. Il flusso dilatante è caratteristico delle sospensioni molto concentrate (oltre il 50% in peso) di…

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Fluido pseudoplastico

Si definiscono fluidi pseudoplastici quella tipologia di fluidi non newtoniani (a comportamento indipendente dal tempo) che presentano una forte resistenza al moto per piccole velocità, resistenza che però decresce al crescere della velocità; in altre parole il coefficiente di viscosità (\(\mu\)) diminuisce al crescere dello sforzo di taglio. A differenza dei fluidi newtoniani, il reogramma ha un andamento…

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Fluido non newtoniano

Si definiscono fluidi non newtoniani quei fluidi per cui la viscosità dinamica \(\mu\) è dipendente anche dalla velocità di deformazione: \[\mu =\mu (T,P,\dot{\gamma})\] Fondamentalmente si distinguono tre classi: fluidi le cui caratteristiche reologiche sono indipendenti dal tempo; fluidi per cui il legame fra sforzi e deformazioni dipende dalla durata dello sforzo o della deformazione; fluidi che possiedono…

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Fluido newtoniano

Si definiscono fluidi newtoniani quei fluidi che sottoposti all’azione di sforzi defluiscono con una velocità di flusso che aumenta linearmente con l’aumentare dell’intensità degli sforzi applicati (lo sforzo è proporzionale alla velocità di deformazione). In questo caso la viscosità è costante e dipende solo dalla pressione e dalla temperatura. Per i fluidi newtoniani si osserva che: \[\tau=\mu\dot{\gamma}=\mu\dfrac{du}{dt}\] dove:…

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Principio di Archimede

Il principio di Archimede enuncia che un corpo materiale immerso in un fluido riceve una spinta verticale, diretta verso l’alto, di modulo pari al peso del volume di fluido uguale a quello del corpo immerso; detta spinta passa per il baricentro. Casi possibili se il peso \(P\) del corpo è superiore a quello del liquido spostato,…

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Portata

In Metrologia con il termina portata si indica generalmente il valore massimo misurabile da uno strumento di misura, al di sopra del quale lo strumento fornisce indicazioni del misurando con precisione inferiore a quella dichiarata (oltre al fatto che potrebbe subire un danneggiamento). La definizione di portata coincide con quella di portata massima, con la condizione che…

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Fluido

I fluidi costituiscono due dei tre principali stati di aggregazione della materia. Si definiscono fluidi tutti quei corpi materiali che, a causa della mobilità delle particelle che lo compongono, può subire delle grandi variazioni di forma sotto l’azione di forze di minima entità. In particolare, un fluido in quiete non oppone alcuna resistenza ai cambiamenti di…

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Corrente fluida stazionaria

In Idraulica e Meccanica dei fluidi, una corrente fluida si definisce corrente stazionaria quando la sua portata attraverso la condotta risulta essere costante.

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Reologia

La reologia è la Scienza che studia il moto e la deformazione dei materiali, oltre agli sforzi che ad essa si ricollegano, con particolare riguardo ai fluidi non newtoniani. In altre parole la reologia si occupa di studiare il comportamento di quelle sostanze che posseggono contemporaneamente caratteristiche di elasticità e viscosità.

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