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Descrizione generale
Un fluido, come suggerisce il nome, è caratterizzato dalla sua capacità di scorrere. Si differenzia da un solido in quanto subisce una deformazione dovuta allo sforzo di taglio, per quanto piccolo possa essere. L'unico criterio è che trascorra un tempo sufficiente affinché la deformazione si verifichi. In questo senso, un fluido è informe.
I fluidi possono essere suddivisi in liquidi e gas. Un liquido è solo leggermente comprimibile e presenta una superficie libera quando viene immerso in un recipiente aperto. D'altra parte, un gas si espande sempre fino a riempire il suo contenitore. Un vapore è un gas che si trova in uno stato prossimo allo stato liquido.
Il liquido di cui l'ingegnere si occupa principalmente è l'acqua. Può contenere fino al tre percento di aria in soluzione, che a pressioni sub-atmosferiche tende a rilasciarsi. È necessario tenerne conto nella progettazione di pompe, valvole, condotte, ecc.
Pompa di drenaggio dell'acqua centrifuga multistadio a turbina verticale con motore diesel Questo tipo di pompa di drenaggio verticale è principalmente utilizzata per il pompaggio di solidi sospesi (escluse fibre e sabbie) con un contenuto inferiore a 150 mg/L di liquami o acque reflue senza corrosione, a temperature inferiori a 60 °C. La pompa di drenaggio verticale di tipo VTP è una pompa per acqua verticale di tipo VTP e, sulla base dell'aumento e del collare, imposta la lubrificazione a olio del tubo ad acqua. Può emettere fumi a temperature inferiori a 60 °C, inviare a contenere una certa granulazione solida (come rottami di ferro e sabbia fine, carbone, ecc.) di liquami o acque reflue.
Le principali proprietà fisiche dei fluidi sono descritte come segue:
Densità (ρ)
La densità di un fluido è la sua massa per unità di volume. Nel sistema internazionale (SI) è espressa in kg/m3.
L'acqua ha la sua densità massima di 1000 kg/m3a 4°C. Si verifica una leggera diminuzione della densità con l'aumentare della temperatura, ma ai fini pratici la densità dell'acqua è di 1000 kg/m3.
La densità relativa è il rapporto tra la densità di un liquido e quella dell'acqua.
Massa specifica (w)
La massa specifica di un fluido è la sua massa per unità di volume. Nel sistema Si, è espressa in N/m3A temperature normali, w è 9810 N/m3o 9,81 kN/m3(circa 10 kN/m3 per facilitare il calcolo).
Peso specifico (SG)
Il peso specifico di un fluido è il rapporto tra la massa di un dato volume di liquido e la massa dello stesso volume di acqua. Quindi è anche il rapporto tra la densità di un fluido e la densità dell'acqua pura, normalmente entrambe a 15 °C.
Pompa di innesco a vuoto per pozzi
Numero di modello: TWP
Le pompe autoadescanti per pozzo serie TWP con motore diesel mobile per applicazioni di emergenza sono progettate congiuntamente da DRAKOS PUMP di Singapore e dalla società tedesca REEOFLO. Questa serie di pompe può trasportare tutti i tipi di fluidi puliti, neutri e corrosivi contenenti particelle. Risolvono molti dei tradizionali problemi delle pompe autoadescanti. Questa pompa autoadescante, con la sua esclusiva struttura a secco, si avvia e si riavvia automaticamente senza liquido al primo avvio. La prevalenza di aspirazione può superare i 9 m; l'eccellente design idraulico e la struttura unica mantengono un'elevata efficienza, superiore al 75%. È possibile installare diverse strutture opzionali.
Modulo di massa (k)
Per scopi pratici, i liquidi possono essere considerati incomprimibili. Tuttavia, ci sono alcuni casi, come il flusso non stazionario nelle tubazioni, in cui è opportuno tenere conto della comprimibilità. Il modulo di elasticità di massa, k, è dato da:
dove p è l'aumento di pressione che, applicato a un volume V, determina una diminuzione del volume AV. Poiché una diminuzione di volume deve essere associata a un aumento proporzionale della densità, l'Equazione 1 può essere espressa come:
o acqua, k è di circa 2.150 MPa a temperature e pressioni normali. Ne consegue che l'acqua è circa 100 volte più comprimibile dell'acciaio.
Fluido ideale
Un fluido ideale o perfetto è un fluido in cui non sono presenti sforzi tangenziali o di taglio tra le particelle del fluido. Le forze agiscono sempre normalmente in una sezione e sono limitate alle forze di pressione e di accelerazione. Nessun fluido reale soddisfa pienamente questo concetto e per tutti i fluidi in movimento sono presenti sforzi tangenziali che hanno un effetto di smorzamento sul moto. Tuttavia, alcuni liquidi, tra cui l'acqua, sono prossimi a un fluido ideale e questa ipotesi semplificata consente di adottare metodi matematici o grafici nella soluzione di alcuni problemi di flusso.
Pompa antincendio a turbina verticale
Numero di modello: XBC-VTP
Le pompe antincendio verticali ad albero lungo della serie XBC-VTP sono pompe a diffusore monostadio e multistadio, prodotte in conformità con la più recente norma nazionale GB6245-2006. Abbiamo inoltre migliorato il design con riferimento alla norma della United States Fire Protection Association. Vengono utilizzate principalmente per l'approvvigionamento idrico antincendio in settori quali petrolchimico, del gas naturale, centrali elettriche, tessile, portuale, aeronautico, magazzinaggio, grattacieli e altri settori. Possono essere utilizzate anche per navi, cisterne, navi antincendio e altre applicazioni.
Viscosità
La viscosità di un fluido è una misura della sua resistenza allo sforzo tangenziale o di taglio. Deriva dall'interazione e dalla coesione delle molecole del fluido. Tutti i fluidi reali possiedono viscosità, sebbene in misura variabile. Lo sforzo di taglio in un solido è proporzionale alla deformazione, mentre lo sforzo di taglio in un fluido è proporzionale alla velocità di deformazione di taglio. Ne consegue che non può esserci sforzo di taglio in un fluido a riposo.
Fig.1. Deformazione viscosa
Si consideri un fluido confinato tra due piastre situate a una distanza y molto breve l'una dall'altra (Fig. 1). La piastra inferiore è ferma mentre quella superiore si muove a velocità v. Si assume che il moto del fluido avvenga in una serie di strati o lamine infinitamente sottili, liberi di scorrere l'uno sull'altro. Non vi è flusso trasversale o turbolenza. Lo strato adiacente alla piastra ferma è fermo mentre lo strato adiacente alla piastra in movimento ha velocità v. Il gradiente di velocità o deformazione di taglio è dv/dy. La viscosità dinamica o, più semplicemente, la viscosità μ è data da
Affinché:
Questa espressione per lo sforzo viscoso fu postulata per la prima volta da Newton ed è nota come equazione della viscosità di Newton. Quasi tutti i fluidi hanno un coefficiente di proporzionalità costante e sono detti fluidi newtoniani.
Fig. 2. Relazione tra sforzo di taglio e velocità di deformazione di taglio.
La figura 2 è una rappresentazione grafica dell'equazione 3 e mostra i diversi comportamenti di solidi e liquidi sottoposti a sforzo di taglio.
La viscosità è espressa in centipoise (Pa.s o Ns/m2).
In molti problemi riguardanti il moto dei fluidi, la viscosità si manifesta con la densità nella forma μ/p (indipendente dalla forza) ed è conveniente impiegare un singolo termine v, noto come viscosità cinematica.
Il valore di ν per un olio pesante può arrivare fino a 900 x 10-6m2/s, mentre per l'acqua, che ha una viscosità relativamente bassa, è di soli 1,14 x 10⁻³/s a 15 °C. La viscosità cinematica di un liquido diminuisce con l'aumentare della temperatura. A temperatura ambiente, la viscosità cinematica dell'aria è circa 13 volte quella dell'acqua.
Tensione superficiale e capillarità
Nota:
La coesione è l'attrazione che molecole simili hanno tra loro.
L'adesione è l'attrazione che molecole diverse hanno tra loro.
La tensione superficiale è la proprietà fisica che permette a una goccia d'acqua di rimanere in sospensione in un rubinetto, a un recipiente di essere riempito di liquido leggermente sopra l'orlo senza rovesciarlo, o a un ago di galleggiare sulla superficie di un liquido. Tutti questi fenomeni sono dovuti alla coesione tra le molecole sulla superficie di un liquido adiacente a un altro liquido o gas immiscibile. È come se la superficie fosse costituita da una membrana elastica, uniformemente sollecitata, che tende sempre a contrarne la superficie. Così scopriamo che le bolle di gas in un liquido e le goccioline di umidità nell'atmosfera hanno una forma approssimativamente sferica.
La forza di tensione superficiale attraverso qualsiasi linea immaginaria su una superficie libera è proporzionale alla lunghezza della linea e agisce in una direzione perpendicolare ad essa. La tensione superficiale per unità di lunghezza è espressa in mN/m. La sua entità è piuttosto piccola, essendo circa 73 mN/m per l'acqua a contatto con l'aria a temperatura ambiente. Si verifica una leggera diminuzione della tensione superficiale.icon l'aumento della temperatura.
Nella maggior parte delle applicazioni idrauliche, la tensione superficiale ha scarsa importanza poiché le forze associate sono generalmente trascurabili rispetto alle forze idrostatiche e dinamiche. La tensione superficiale è rilevante solo in presenza di una superficie libera e di piccole dimensioni al contorno. Pertanto, nel caso dei modelli idraulici, gli effetti della tensione superficiale, che non hanno alcuna conseguenza nel prototipo, possono influenzare il comportamento del flusso nel modello, e questa fonte di errore nella simulazione deve essere tenuta in considerazione nell'interpretazione dei risultati.
Gli effetti della tensione superficiale sono molto pronunciati nel caso di tubi di piccolo diametro aperti verso l'atmosfera. Questi possono assumere la forma di tubi manometrici in laboratorio o di pori aperti nel terreno. Ad esempio, quando un piccolo tubo di vetro viene immerso in acqua, si noterà che l'acqua risale all'interno del tubo, come mostrato in Figura 3.
La superficie dell'acqua nel tubo, o menisco come viene chiamato, è concava verso l'alto. Il fenomeno è noto come capillarità, e il contatto tangenziale tra l'acqua e il vetro indica che la coesione interna dell'acqua è inferiore all'adesione tra l'acqua e il vetro. La pressione dell'acqua all'interno del tubo adiacente alla superficie libera è inferiore a quella atmosferica.
Fig. 3. Capillarità
Il mercurio si comporta in modo piuttosto diverso, come indicato nella Figura 3(b). Poiché le forze di coesione sono maggiori delle forze di adesione, l'angolo di contatto è maggiore e il menisco presenta una superficie convessa verso l'atmosfera ed è depresso. La pressione adiacente alla superficie libera è maggiore di quella atmosferica.
Gli effetti di capillarità nei manometri e nei tubi di livello possono essere evitati utilizzando tubi con un diametro non inferiore a 10 mm.
Pompa centrifuga per acqua di mare
Numero di modello: ASN ASNV
Le pompe modello ASN e ASNV sono pompe centrifughe monostadio a doppia aspirazione con corpo a voluta diviso e vengono utilizzate per il trasporto di liquidi in impianti idrici, impianti di aria condizionata, edilizia, irrigazione, stazioni di pompaggio di drenaggio, centrali elettriche, sistemi di approvvigionamento idrico industriale, sistemi antincendio, navi, edifici e così via.
pressione di vapore
Le molecole di liquido che possiedono sufficiente energia cinetica vengono proiettate fuori dal corpo principale del liquido sulla sua superficie libera e passano nel vapore. La pressione esercitata da questo vapore è nota come pressione di vapore, P. Un aumento di temperatura è associato a una maggiore agitazione molecolare e quindi a un aumento della pressione di vapore. Quando la pressione di vapore è uguale alla pressione del gas sovrastante, il liquido bolle. La pressione di vapore dell'acqua a 15 °C è di 1,72 kPa (1,72 kN/m).2).
pressione atmosferica
La pressione atmosferica sulla superficie terrestre viene misurata da un barometro. A livello del mare la pressione atmosferica è in media di 101 kPa ed è standardizzata a questo valore. La pressione atmosferica diminuisce con l'altitudine; ad esempio, a 1.500 m si riduce a 88 kPa. L'equivalente di colonna d'acqua ha un'altezza di 10,3 m a livello del mare ed è spesso indicato come barometro ad acqua. L'altezza è ipotetica, poiché la pressione di vapore dell'acqua impedirebbe il raggiungimento del vuoto completo. Il mercurio è un liquido barometrico di gran lunga superiore, poiché ha una pressione di vapore trascurabile. Inoltre, la sua elevata densità si traduce in una colonna di altezza ragionevole, circa 0,75 m a livello del mare.
Poiché la maggior parte delle pressioni riscontrate in idraulica è superiore a quella atmosferica e viene misurata da strumenti che registrano valori relativi, è conveniente considerare la pressione atmosferica come il dato di riferimento, ovvero zero. Le pressioni sono quindi chiamate pressioni relative quando sono superiori a quella atmosferica e pressioni del vuoto quando sono inferiori. Se si assume come dato di riferimento la pressione zero reale, le pressioni si dicono assolute. Nel Capitolo 5, dove viene discusso l'NPSH, tutti i valori sono espressi in termini assoluti di barometro ad acqua, ovvero livello del mare = 0 bar relativi = 1 bar assoluto = 101 kPa = 10,3 m d'acqua.
Data di pubblicazione: 20 marzo 2024