Descrizione generale
Un fluido, come suggerisce il nome, è caratterizzato dalla sua capacità di scorrere. Si differenzia da un solido in quanto subisce deformazioni dovute a sforzi di taglio, per quanto piccoli possano essere. L'unico criterio è che trascorra 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. Un gas, invece, si espande sempre fino a riempire completamente il suo contenitore. Il vapore è un gas che si trova in uno stato prossimo a quello liquido.
Il liquido di cui si occupa principalmente l'ingegnere è l'acqua. Essa può contenere fino al tre per cento di aria in soluzione, che a pressioni subatmosferiche tende a essere rilasciata. Bisogna tenerne conto nella progettazione di pompe, valvole, tubazioni, ecc.
Motore diesel, turbina verticale, pompa centrifuga multistadio ad albero in linea per drenaggio dell'acqua. Questo tipo di pompa di drenaggio verticale è utilizzato principalmente per il pompaggio di acque reflue o di scarico non corrosive, a temperature inferiori a 60 °C e con un contenuto di solidi sospesi (escluse fibre e sabbia fine) inferiore a 150 mg/L. 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 dell'olio del tubo ad acqua. Può inviare acque reflue o di scarico contenenti una certa quantità di solidi granulari (come rottami di ferro, sabbia fine, carbone, ecc.) a temperature inferiori a 60 °C.
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 espressa in kg/m³.3.
L'acqua ha una densità massima di 1000 kg/m³.3a 4°C. Si osserva una leggera diminuzione della densità con l'aumentare della temperatura, ma ai fini pratici la densità dell'acqua è di 1000 kg/m³.3.
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/m³.3A temperature normali, w è pari a 9810 N/m3o 9,81 kN/m3(circa 10 kN/m3 per facilità di calcolo).
Peso specifico (SG)
La densità relativa di un fluido è il rapporto tra la massa di un dato volume di liquido e la massa dello stesso volume di acqua. Pertanto, corrisponde anche al rapporto tra la densità del fluido e la densità dell'acqua pura, normalmente a una temperatura di 15 °C.
Pompa di adescamento a vuoto per pozzi
Modello n.: TWP
Le pompe autoadescanti per pozzi d'acqua della serie TWP, con motore diesel mobile e funzione di emergenza, sono state progettate congiuntamente da DRAKOS PUMP di Singapore e REEOFLO della Germania. Questa serie di pompe è in grado di trasportare fluidi puliti, neutri e corrosivi contenenti particelle, risolvendo molti dei problemi tipici delle pompe autoadescanti tradizionali. La loro esclusiva struttura a secco consente l'avvio e il riavvio automatico anche in assenza di liquido al primo utilizzo. La prevalenza di aspirazione può superare i 9 metri. L'eccellente design idraulico e la struttura unica garantiscono un'efficienza superiore al 75%. Sono disponibili diverse opzioni di installazione.
Modulo di compressibilità (k)
Per scopi pratici, i liquidi possono essere considerati incomprimibili. Tuttavia, esistono alcuni casi, come il flusso non stazionario nei tubi, in cui la comprimibilità deve essere presa in considerazione. Il modulo di elasticità volumetrico, 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:
Per l'acqua, k è approssimativamente 2150 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 vi sono tensioni tangenziali o di taglio tra le particelle del fluido. Le forze agiscono sempre perpendicolarmente a una sezione e si limitano alla pressione e all'accelerazione. Nessun fluido reale si conforma completamente a questo concetto e, per tutti i fluidi in movimento, sono presenti tensioni tangenziali che hanno un effetto smorzante sul moto. Tuttavia, alcuni liquidi, tra cui l'acqua, si avvicinano a un fluido ideale e questa semplificazione consente di adottare metodi matematici o grafici nella soluzione di alcuni problemi di flusso.
Pompa antincendio a turbina verticale
Modello n.: XBC-VTP
Le pompe antincendio verticali ad albero lungo della serie XBC-VTP sono pompe a diffusione monostadio e multistadio, prodotte in conformità con la più recente norma nazionale GB6245-2006. Abbiamo inoltre migliorato il design prendendo come riferimento lo standard della United States Fire Protection Association. Sono utilizzate principalmente per l'approvvigionamento idrico antincendio in settori quali petrolchimico, del gas naturale, centrali elettriche, tessile, portuale, aeronautico, della logistica, degli edifici multipiano e altri. Possono essere impiegate anche per navi, serbatoi marittimi, navi antincendio e altre applicazioni.
Viscosità
La viscosità di un fluido è una misura della sua resistenza allo sforzo tangenziale o di taglio. Essa 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.
Figura 1. Deformazione viscosa
Consideriamo un fluido confinato tra due piastre situate a una distanza molto breve y l'una dall'altra (Fig. 1). La piastra inferiore è stazionaria mentre la piastra superiore si muove con velocità v. Si assume che il movimento 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 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 sforzo viscoso fu postulata per la prima volta da Newton ed è nota come equazione di viscosità di Newton. Quasi tutti i fluidi hanno un coefficiente di proporzionalità costante e sono definiti fluidi newtoniani.
Figura 2. Relazione tra sforzo di taglio e velocità di deformazione di taglio.
La Figura 2 è una rappresentazione grafica dell'Equazione 3 e illustra i diversi comportamenti dei solidi e dei liquidi sotto sforzo di taglio.
La viscosità è espressa in centipoise (Pa·s o N·m).2).
In molti problemi riguardanti il moto dei fluidi, la viscosità compare insieme alla densità nella forma μ/p (indipendente dalla forza) ed è conveniente utilizzare 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 solo 1,14 x 10⁻⁶ 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 le molecole simili esercitano l'una sull'altra.
L'adesione è l'attrazione che molecole diverse esercitano l'una sull'altra.
La tensione superficiale è la proprietà fisica che permette a una goccia d'acqua di rimanere sospesa in un rubinetto, a un recipiente di essere riempito di liquido leggermente oltre l'orlo senza che si rovesci, 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 contrarre la sua area superficiale. Pertanto, osserviamo 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 lungo una qualsiasi linea immaginaria su una superficie libera è proporzionale alla lunghezza della linea e agisce in 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 della tensione superficialeicon 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 quando le dimensioni del contorno sono ridotte. Pertanto, nel caso dei modelli idraulici, gli effetti della tensione superficiale, che non hanno alcuna rilevanza 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 osserverà che l'acqua sale all'interno del tubo, come mostrato nella Figura 3.
La superficie dell'acqua nel tubo, o menisco, è concava verso l'alto. Questo 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, in prossimità della superficie libera, è inferiore a quella atmosferica.
Figura 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 negli indicatori 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 a singolo stadio a doppia aspirazione con corpo a voluta divisa, utilizzate per il trasporto di liquidi in impianti idrici, sistemi di circolazione per l'aria condizionata, edilizia, irrigazione, stazioni di pompaggio per il drenaggio, centrali elettriche, sistemi di approvvigionamento idrico industriale, sistemi antincendio, navi, edifici e così via.
pressione di vapore
Le molecole liquide che possiedono sufficiente energia cinetica vengono proiettate fuori dal corpo principale di un liquido sulla sua superficie libera e passano nel vapore. La pressione esercitata da questo vapore è nota come pressione di vapore, P. Un aumento della 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 1,72 kPa (1,72 kN/m³).2).
pressione atmosferica
La pressione atmosferica sulla superficie terrestre viene misurata da un barometro. Al livello del mare, la pressione atmosferica media è di 101 kPa e viene standardizzata a questo valore. La pressione atmosferica diminuisce con l'altitudine; ad esempio, a 1500 m si riduce a 88 kPa. L'equivalente colonna d'acqua ha un'altezza di 10,3 m al livello del mare e viene spesso definito barometro ad acqua. L'altezza è ipotetica, poiché la pressione di vapore dell'acqua impedirebbe il raggiungimento del vuoto assoluto. Il mercurio è un liquido barometrico di gran lunga superiore, poiché ha una pressione di vapore trascurabile. Inoltre, la sua elevata densità determina una colonna di altezza ragionevole, circa 0,75 m al livello del mare.
Poiché la maggior parte delle pressioni riscontrate in idraulica sono superiori alla pressione atmosferica e vengono misurate da strumenti che registrano in modo relativo, è conveniente considerare la pressione atmosferica come riferimento, ovvero zero. Le pressioni vengono quindi definite pressioni relative quando sono superiori alla pressione atmosferica e pressioni di vuoto quando sono inferiori. Se si assume come riferimento la pressione zero assoluta, si dice che le pressioni sono assolute. Nel Capitolo 5, dove si discute dell'NPSH, tutti i valori sono espressi in termini assoluti del barometro ad acqua, ovvero pressione a livello dell'acqua = 0 bar, pressione relativa = 1 bar, pressione assoluta = 101 kPa = 10,3 m di acqua.
Data di pubblicazione: 20 marzo 2024