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Notiziario Marketpress di
Giovedì 27 Novembre 2008 |
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SECONDO UN RECENTE STUDIO LA TURBOLENZA NEI TUBI SVANISCE CON IL PASSARE DEL TEMPO
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Bruxelles, 27 novembre 2008 - Alcuni scienziati in Germania e nei Paesi Bassi hanno dimostrato che, contrariamente a quanto si credeva comunemente, lo stato di turbolenza osservabile nei liquidi e nei gas quando scorrono ad alte velocità non è permanente. Lo studio dimostra, con una precisione mai raggiunta in precedenza, che nel flusso all´interno di tubi la turbolenza sparisce col passare del tempo. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Physical Review Letters. Nella dinamica dei fluidi, la turbolenza descrive uno stato di cambiamenti caotici e casuali. Un flusso non-turbolento o calmo è chiamato flusso "laminare". Con l´aumentare della velocità si ha ad un certo punto una transizione da flusso laminare a flusso turbolento. Tale transizione è in una certa misura governata dalle forze interne delle molecole coinvolte: quando le forze di accelerazione sono maggiori delle forze interne che tengono insieme le molecole, compaiono vortici instabili, si formano mulinelli e la resistenza fluttua. La velocità è un fattore fondamentale nella turbolenza, ma anche le dimensioni dell´oggetto e la viscosità hanno un ruolo importante. Fino a questo momento gli scienziati avevano pensato che una volta ottenuta la turbolenza, essa rimanesse costante finché rimaneva costante la velocità. Uno studio condotto dal dott. Björn Hof del Max Planck Institute in Germania è però riuscito a provare il contrario. La turbolenza riduce l´efficienza dell´energia in apparecchiature come condotti, tubi e turbine a gas. Per questo motivo, la riduzione della turbolenza è oggetto di numerosi studi. "Un flusso turbolento consuma più energia di un flusso laminare," ha detto il dott. Hof. "In molte applicazioni, come gli oleodotti, costituisce quindi un problema. " Il team ha creato dei mulinelli in dell´acqua che scorreva attraverso un tubo di vetro lungo 1 metro e di vari diametri, usando una pressione di mandata costante. È stata aggiunta una resistenza costante per evitare fluttuazioni dovute alla resistenza e la temperatura è stata mantenuta sempre costante per evitare cambiamenti nella viscosità. Gli scienziati hanno quindi seguito il movimento del "soffio della turbolenza" lungo il tubo e hanno calcolato la probabilità che il soffio arrivasse all´uscita o sparisse. La velocità dei soffi è stata misurata usando un anenometro laser doppler. I ricercatori sono stati quindi in grado di interpretare il "tasso di decadimento" della turbolenza con una precisione mai ottenuta prima. "Per distinguere se la turbolenza è stabile o ha semplicemente una durata estremamente lunga, le nostre misurazioni dovevano essere molto precise," ha spiegato il dott. Hof. "Le nostre misurazioni mostrano che tutti i flussi turbolenti in un tubo diventano inevitabilmente laminari. " La transizione non è affatto veloce (a seconda della geometria del tubo, può richiedere anni), ma è di fatto inevitabile. Una descrizione completa ed esatta della turbolenza è una delle maggiori sfide delle scienze fisiche. Questo studio rappresenta un passo avanti in questo campo, anche se non tratta della natura della turbolenza fuori dai tubi. Sulla base delle loro conoscenze, gli scienziati credono che potrebbe essere possibile diminuire la durata della turbolenza nei tubi, cosa che potrebbe avere come risultato un significativo risparmio energetico. Per ulteriori informazioni, visitare: Physical Review Letters http://prl. Aps. Org/ Max Planck Institute for Dynamics and Self-organization http://www. Mpg. De . |
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