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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 lo sforzo di taglio. L'unico criterio è che sia trascorso un tempo sufficiente affinché la deformazione abbia luogo. 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 posto in un recipiente aperto. D'altra parte, un gas si espande sempre per riempire il suo contenitore. Un vapore è un gas che si trova vicino allo stato liquido.
Il liquido di cui si occupa principalmente l'ingegnere è l'acqua. Può contenere fino al 3% di aria in soluzione che a pressioni subatmosferiche tende a essere rilasciata. Ciò deve essere previsto durante la progettazione di pompe, valvole, tubazioni, ecc.
Pompa di drenaggio dell'acqua con albero centrifugo in linea multistadio a turbina verticale con motore diesel Questo tipo di pompa di drenaggio verticale viene utilizzata principalmente per il pompaggio senza corrosione, temperatura inferiore a 60 °C, solidi sospesi (escluse fibre e graniglie) con un contenuto inferiore a 150 mg/l di le acque reflue o le acque reflue. La pompa di drenaggio verticale di tipo VTP si trova nelle pompe dell'acqua verticali di tipo VTP e, in base all'aumento e al collare, impostare la lubrificazione del tubo con olio e acqua. Può fumare a temperatura inferiore a 60 °C, inviare a contenere un certo granello solido (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 SI è espresso in kg/m3.
L'acqua ha la sua densità massima di 1000 kg/m3a 4°C. C'è una leggera diminuzione della densità con l'aumentare della temperatura ma per scopi 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/m3. A temperature normali, w è 9810 N/m3o 9,81 kN/m3(circa 10 kN/m3 per comodità di 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 tutta a 15°C.
Pompa per pozzo di adescamento a vuoto
N. modello: TWP
Le pompe idrauliche autoadescanti per punti di pozzo autoadescanti con motore diesel mobile della serie TWP per emergenza sono progettate congiuntamente da DRAKOS PUMP di Singapore e dalla società tedesca REEOFLO. Questa serie di pompe può trasportare tutti i tipi di particelle contenenti mezzi puliti, neutri e corrosivi. Risolvi molti guasti delle tradizionali pompe autoadescanti. Questo tipo di struttura di funzionamento a secco unica della pompa autoadescante si avvia automaticamente e si riavvia senza liquido per il primo avvio. La prevalenza di aspirazione può essere superiore a 9 m; L'eccellente design idraulico e la struttura unica mantengono un'elevata efficienza superiore al 75%. E installazione diversa della struttura per facoltativo.
Modulo di massa (k)
o per scopi pratici, i liquidi possono essere considerati incomprimibili. Tuttavia, ci sono alcuni casi, come il flusso instabile nei tubi, in cui è necessario tenere conto della comprimibilità. Il modulo di elasticità complessiva,k, è dato da:
dove p è l'aumento di pressione che, applicato ad un volume V, determina una diminuzione del volume AV. Poiché una diminuzione del volume deve essere associata ad 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 quello in cui non sono presenti tensioni tangenziali o di taglio tra le particelle del fluido. Le forze agiscono sempre normalmente su una sezione e sono limitate alle forze di pressione e di accelerazione. Nessun fluido reale rispetta pienamente questo concetto e per tutti i fluidi in movimento sono presenti tensioni tangenziali che hanno un effetto smorzante sul movimento. Tuttavia, alcuni liquidi, inclusa l'acqua, sono vicini a un fluido ideale e questa assunzione semplificata consente di adottare metodi matematici o grafici nella soluzione di alcuni problemi di flusso.
Pompa antincendio a turbina verticale
N. modello: XBC-VTP
Le pompe antincendio verticali ad albero lungo della serie XBC-VTP sono una serie di pompe con diffusori multistadio monostadio, prodotte in conformità con l'ultima norma nazionale GB6245-2006. Abbiamo anche migliorato il design facendo riferimento allo standard della United States Fire Protection Association. Viene utilizzato principalmente per la fornitura di acqua antincendio nei settori petrolchimico, del gas naturale, delle centrali elettriche, dei tessili di cotone, dei moli, dell'aviazione, dei magazzini, dei grattacieli e di altri settori. Può applicarsi anche a navi, cisterne marittime, navi antincendio e altre occasioni di rifornimento.
Viscosità
La viscosità di un fluido è una misura della sua resistenza allo stress tangenziale o di taglio. Nasce dall'interazione e dalla coesione delle molecole del fluido. Tutti i fluidi reali possiedono viscosità, anche se a vari livelli. Lo stress di taglio in un solido è proporzionale alla deformazione mentre lo stress di taglio in un fluido è proporzionale alla velocità della deformazione di taglio. Ne consegue che non può esserci stress di taglio in un fluido a riposo.
Fig.1.Deformazione viscosa
Consideriamo un fluido confinato tra due piastre situate a brevissima distanza y l'una dall'altra (Fig. 1). La piastra inferiore è ferma mentre quella superiore si muove alla velocità v. Si suppone che il movimento del fluido avvenga in una serie di strati o lamine infinitamente sottili, liberi di scorrere l'uno sull'altro. Non c'è flusso incrociato o turbolenza. Lo strato adiacente alla piastra stazionaria è a riposo mentre lo strato adiacente alla piastra mobile ha una velocità v. Il tasso di deformazione di taglio o gradiente di velocità è dv/dy. La viscosità dinamica o, più semplicemente, la viscosità μ è data da
Affinché:
Questa espressione per lo stress 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 vengono definiti 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 dimostra i diversi comportamenti di solidi e liquidi sotto 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 presenta con la densità nella forma μ/p (indipendente dalla forza) ed è conveniente utilizzare un unico termine v, noto come viscosità cinematica.
Il valore di ν per un olio pesante può arrivare fino a 900 x 10-6m2/s, mentre l'acqua, che ha una viscosità relativamente bassa, è solo 1,14 x 10?m2/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 esercitano tra loro.
L'adesione è l'attrazione che molecole diverse esercitano tra loro.
La tensione superficiale è la proprietà fisica che consente a una goccia d'acqua di essere tenuta in sospensione presso un rubinetto, a un recipiente di essere riempito di liquido leggermente sopra l'orlo e tuttavia a non fuoriuscire 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 che confina con un altro liquido o gas immiscibile. È come se la superficie fosse costituita da una membrana elastica, uniformemente sollecitata, che tende sempre a contrarre la zona superficiale. Troviamo così 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 grandezza è piuttosto piccola, essendo circa 73 mN/m per l'acqua a contatto con l'aria a temperatura ambiente. C'è una leggera diminuzione delle decine di superficieiacceso con l'aumento della temperatura.
Nella maggior parte delle applicazioni idrauliche, la tensione superficiale ha poca importanza poiché le forze associate sono generalmente trascurabili rispetto alle forze idrostatiche e dinamiche. La tensione superficiale è importante solo dove c'è una superficie libera e le dimensioni al contorno sono piccole. 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 presa in considerazione nell'interpretazione dei risultati.
Gli effetti della tensione superficiale sono molto pronunciati nel caso di tubi di piccolo diametro aperti all'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 nell'acqua, si noterà che l'acqua sale all'interno del tubo, come mostrato nella 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
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 ha una faccia convessa rispetto all'atmosfera ed è depresso. La pressione adiacente alla superficie libera è maggiore di quella atmosferica.
Gli effetti di capillarità nei manometri e nei vetri di misura possono essere evitati impiegando tubi di diametro non inferiore a 10 mm.
Pompa centrifuga per destinazione acqua di mare
N. modello: ASN ASNV
Le pompe modello ASN e ASNV sono pompe centrifughe monostadio con corpo a chiocciola diviso a doppia aspirazione e trasporto di liquidi o usati per lavori idrici, circolazione dell'aria condizionata, edilizia, irrigazione, stazioni di pompaggio di drenaggio, centrali elettriche, sistemi di approvvigionamento idrico industriale, antincendio sistema, nave, edificio e così via.
Pressione di vapore
Le molecole liquide 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 tensione di vapore, P,. Un aumento della temperatura è associato ad una maggiore agitazione molecolare e quindi ad un aumento della pressione del vapore. Quando la pressione del vapore è uguale alla pressione del gas sovrastante, il liquido bolle. La tensione di vapore dell'acqua a 15°C è 1,72 kPa(1,72 kN/m2).
Pressione atmosferica
La pressione dell'atmosfera sulla superficie terrestre viene misurata da un barometro. Al livello del mare la pressione atmosferica è in media di 101 kPa ed è standardizzata a questo valore. Si verifica una diminuzione della pressione atmosferica con l'altitudine; ad esempio, a 1.500 m si riduce a 88 kPa. La colonna d'acqua equivalente ha un'altezza di 10,3 m al livello del mare e viene spesso definita barometro dell'acqua. L'altezza è ipotetica, poiché la pressione del vapore dell'acqua impedirebbe il raggiungimento del vuoto completo. Il mercurio è un liquido barometrico molto superiore, poiché ha una pressione di vapore trascurabile. Inoltre, la sua alta densità fa sì che la colonna abbia un'altezza ragionevole, circa 0,75 m al livello del mare.
Poiché la maggior parte delle pressioni incontrate in idraulica sono superiori alla pressione atmosferica e vengono misurate da strumenti che registrano relativamente, è conveniente considerare la pressione atmosferica come dato, cioè zero. Le pressioni vengono quindi chiamate pressioni manometriche quando sono al di sopra dell'atmosfera e pressione del vuoto quando sono al di sotto di essa. Se si prende come dato la vera pressione zero, si dice che le pressioni sono assolute. Nel capitolo 5, dove viene discusso l'NPSH, tutti i valori sono espressi in termini assoluti del barometro dell'acqua, livello iesea = 0 bar relativi = 1 bar assoluto = 101 kPa = 10,3 m di acqua.
Orario di pubblicazione: 20 marzo 2024