Cos’è la meccanica fluida e a cosa serve

Nel nostro post del blog www.progettosani.it vediamo: Cos’è la meccanica fluida e a cosa serve.

All’interno della fisica, la meccanica è responsabile dello studio e della spiegazione dei movimenti dei corpi. quando parli di meccanica dei fluidisi fa riferimento a quello che prende come assi di studio movimenti fluidiuna questione fondamentale per l’ingegneria se si vuole avere una comprensione completa di come i fluidi si muovono attraverso i tubi.

Cos’è un fluido?

Un fluido è una sostanza in grado di deformarsi continuamente quando sottoposta a uno sforzo di taglio (tranne che nel suo stato di riposo) oa una forza tangenziale. A seconda del loro comportamento, esistono due tipi di fluidi: il comprensibile (gas) e l’incomprensibile (liquidi). Inoltre, si può distinguere tra Fluidi newtoniani e non newtoniani.

  • fluido newtoniano: è uno la cui viscosità è immutabile.
  • fluido non newtoniano: è quel fluido la cui viscosità dipende dallo sforzo di taglio e dalla temperatura.

Cos’è la meccanica dei fluidi?

Abbiamo già detto che la meccanica dei fluidi è responsabile dello studio dei moti dei fluidi e delle forze che essi esercitano. Inoltre, la meccanica dei fluidi si occupa di come i fluidi interagiscono con il loro continente. Abbiamo anche detto che è strettamente legato all’ingegneria, sia essa meccanica, idraulica o edile.

Per questo utilizza i principi della meccanica classica o newtoniana, la prima e la seconda legge della termodinamica, la legge di conservazione del moto e la quantità di moto.

tipi di fluido

  • Fluido a riposo: È su questo fluido che esercita una pressione sulle pareti che lo contengono e sugli oggetti che possono essere immersi in detto liquido. Questa pressione è chiamata pressione idrostatica.
  • Fluido in movimento: È, come suggerisce il nome, fluidi che non sono statici, ma in movimento. Possono essere correnti di acqua, aria, ecc. Quando si studiano i liquidi in movimento, si parla di idrodinamica, mentre il aerodinamica è lo studio dei gas mobili.
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ipotesi del continuo

Questa ipotesi è alla base della meccanica dei fluidi e afferma che, in tutto lo spazio occupato dal fluido è continuo, per cui dobbiamo ignorare la sua struttura molecolare e le sue discontinuità. Pertanto, anche le proprietà di detto fluido, come la densità o la temperatura, saranno continue.

particella fluida

In relazione all’ipotesi precedente, il concetto di particella fluida è fondamentale per questa meccanica ed è definito come “la massa elementare di un fluido, che si trova in un dato punto dello spazio in un preciso momento nel tempo”. A sua volta, questa massa deve essere composta da un’infinità di molecole, ma così piccole che le loro proprietà macroscopiche non cambino. Inoltre, la particella fluida si muove alla stessa velocità macroscopica dell’intero fluido, in quanto è composta dalle sue stesse molecole.

Descrizioni del moto fluido

Ci sono due punti di vista per descrivere il movimento dei fluidi: il Langangiano e l’Euleriano.

Cos'è la meccanica fluida e a cosa serve

Descrizione Langragiana

Indica che dobbiamo rivedere ciascuna delle particelle fluide nel loro movimento per trovare le funzioni che indicano le loro posizioni e proprietà in ogni istante di tempo che analizziamo.

Descrizione Euleriana

Al contrario, suggerisce che ogni punto nello spazio e ogni istante di tempo studiato riceve un unico valore per le proprietà del fluido, indipendentemente dalla particella fluida che lo occupa. Questa descrizione è usata per equazioni più generali.

Importanza della meccanica dei fluidi

Tra le principali utilità della meccanica dei fluidi, possiamo citare la progettazione di condotte, dighe, bacini artificiali ed è stato utilizzato anche per la creazione veicoli di trasporto attraverso i quali circolano fluidi, che si tratti di automobili, barche o aerei.

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applicazioni di meccanica dei fluidi

Pertanto, la meccanica dei fluidi può essere applicata sia alla scienza che all’ingegneria, alla meccanica, alla chimica e all’ingegneria civile. Alcune delle applicazioni più importanti sono:

  • idrostatico
  • idrodinamica
  • macchine idrauliche
  • oleodinamica
  • acustica
  • Aerodinamica
  • traffico veicolare
  • Aeroelasticità

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