Strato limite turbolento e moto turbolento

Archive for the ‘Fisica Tecnica’ Category

Strato limite turbolento e moto turbolento

sabato, Marzo 5th, 2022

termotecnica,convezione, moto turbolento

Appunti di esercizi di Termotecnica elaborati dell'ing. Giorgio Bertucelli.

Ricordiamo la definizione di coefficiente di viscosità dinamica secondo la forma che dà la tensione tangenziale:

valida per una corrente fluida in moto viscoso. Per una corrente in moto turbolento si ha:

dove µ' è la viscosità meccanica o turbolenta. Essa non dipende dal fluido bensì dal tipo di moto e dalle condizioni di deflusso. Si tratta dunque di un coefficiente di viscosità fittizia, che dipende dal numero di Reynolds. Si è calcolato per un numero di Reynolds Re=3000 si ha µ'=7.2µ: con Re=500000 si ha µ'=470µ.

Ancora oggi, per quanto sappiamo, non esiste una teoria completa che affronti il tema moto turbolento fornendo leggi matematiche che lo governino; ci si deve ancora affidare ad elementi empirici ottenuti da idealizzazioni e semplificazioni nella ricerca sperimentale. Un esempio è il valore medio della velocità

nella direzione x in un intervallo di tempo Δt. Si suppone vi siano fluttuazioni di velocità W' in direzione x e altre W'' in direzione y. Potremo scrivere partendo da un istante t₀

ove il secondo integrale è nullo (in virtù della definizione di W'), per cui

Si immagini un flusso nel piano xy, come nelle figg. 2. Leggiamo la fig. 2b come segue. Entro un certo intervallo di tempo Δt la velocità media al di sotto del piano in rosso vale W; entro lo stesso intervallo di tempo, al di sopra del piano in rosso e distante Δy dal filetto inferiore, la velocità media sarà diventata

Passiamo ora alla fig. 2c. Consideriamo una massa fluida sotto il piano in rosso, e grande rispetto alle dimensioni molecolari. In un istante generico dell'intervallo Δt la detta massa sia animata di velocità W'' in direzione y verso l'alto, senza perturbazione in direzione x. La massa si muoverà in direzione delle y crescenti in ragione di ρW'' per unità di tempo e di superficie. Dopo aver percorso lo spazio Δy essa si ritroverà in un ambiente dove, nell'intervallo Δt assunto come base del nostro ragionamento, la velocità media secondo la direzione x è maggiorata di

(altro…)

Posted in Fisica Tecnica | No Comments »

Energia nello strato limite

giovedì, Febbraio 24th, 2022

Appunti di esercizi di Termotecnica elaborati dell'ing. Giorgio Bertucelli.

Se le linee di flusso e i filetti fluidi nello strato limite non subiscono notevole curvatura, la pressione si mantiene praticamente costante lungo una linea perpendicolare alla parete. Le variazioni di energia cinetica conseguenti all'andamento variabile di velocità W(y) si traducono in dissipazione energetica, senza trasformarsi sensibilmente in energia di pressione. (altro…)