OCCORRENTE: Treppiedi, macchina fotografica, filtro ND (l'utilizzo del filtro consente di evitare di ottenere una fotografia sovraesposta).
PROCEDIMENTO: Per la realizzazione di questo scatto si e' proceduto col montare il filtro ND sulla macchina fotografica. Dopo aver montato la macchina sul treppiedi, si sono impostati i seguenti parametri: ISO 100; apertura diaframma 11; tempo di scatto 4 secondi. Successivamente si e' proceduto con la messa a fuoco e con lo scatto.
OSSERVAZIONI: Durante il tempo di scatto, la fotocamera registra il percorso compiuto dalla cascata. In questo modo si ottengono le traiettorie dei filetti fluidi della cascata.
Villetta Di Negro (GE), 27/02/2021.
Flusso laminare stazionario. "E pur si muove!"
Carolina Badano
Ho visto di recente sul Web un video che mostra un fenomeno strano e insolito: l’acqua che sgorga
da una fontana sembra immobile, ma in realtà sta scorrendo. Tale fenomeno in fluidodinamica si
definisce flusso laminare stazionario, si realizza quando il moto del fluido avviene con scorrimento
degli strati gli uni sugli altri senza alcun tipo di rimescolamento di fluido, neanche a livello
microscopico. Diversamente nel flusso turbolento, il moto delle particelle del fluido avviene in
maniera caotica senza seguire traiettorie ordinate come nel caso precedente. Il termine
“stazionario” indica che le condizioni fisiche in ogni punto del flusso non variano nel tempo. Per
valutare il tipo di flusso, ovvero la sua caratteristica di essere laminare o turbolento, si fa
riferimento al Numero di Reynold che rappresenta un valore adimensionale che tiene conto di:
densità del fluido, velocità di scorrimento, lunghezza caratteristica, viscosità dinamica del fluido.
In generale si può dire che più il numero di Reynold è alto, più il fluido tenderà ad essere
turbolento, più è basso, tenderà ad essere laminare. La formula che lega queste caratteristiche
viene espressa con un rapporto che presenta al numeratore il prodotto tra densità, velocità e
diametro; al denominatore la viscosità.
Fatta questa premessa ho provato a riprodurre quello che ho visto nel video e a dimostrare la
veridicità del Numero di Reynold variando le caratteristiche che lo definiscono. Ho tagliato una
bottiglia di plastica per simulare la fontana del video. Aprendo moderatamente il rubinetto,
l’acqua ha cominciato a scorrere in modo evidente e più aprivo il rubinetto e, di conseguenza,
aumentavo la portata, sempre meno il getto sembrava immobile. Riducendo invece l’apertura del
rubinetto, con pazienza sono riuscita ad arrivare ad una condizione di flusso laminare stazionario,
ricostruendo così l’effetto del video del web. Va specificato che l’acqua presenta una viscosità
molto bassa ed è per questo motivo che non è stato facile ed immediato arrivare al punto di
equilibrio.
Ho provato a ripetere l’esperienza con un fluido a maggiore viscosità, l’olio, ed in questo caso è
stato molto più semplice arrivare al punto di equilibrio.
Partendo da questo presupposto ho dedotto che se avessi ripetuto l’esperimento con un fluido di
Stokes, come per esempio il miele, essendo questo caratterizzato da un numero di Reynold molto
inferiore ad uno, la condizione di moto laminare stazionario sarebbe stata di più semplice
riproduzione ed osservazione. Concludo precisando che, ciò che ho riprodotto è un esempio di
flusso laminare stazionario legato alle particolari condizioni dell’esperimento e, più precisamente,
la geometria del condotto, la sua rugosità, la temperatura, la vibrazione ed i disturbi esterni, come
è ben visibile nell’esperimento realizzato con l’olio essendo stato versato a mano.
Cavitazione attorno ad un'elica navale
Luca Maugeri
Moto ondoso
Alberto Toccafondi
Effetto Mpemba
Alessio Piccolillo
Bruciatore da incenso a reflusso
Andrea Negrotto Cambiaso
Questo tipo di strumento viene utilizzato per la profumazione di ambienti domestici. Come suggerisce il nome, l'effetto generato e' quello di un flusso di fumo in direzione opposta a quella convenzionale ascendente; questo e' reso possibile intanto dalla struttura del cono generatore in combustione che, presentando un unico canale con uscita sulla base inferiore, direziona il prodotto della combustione in un moto verso il basso, dopodiche' prosegue grazie alle proprieta' termofisiche del fluido stesso: di quest'ultimo si riduce sufficientemente la sua temperatura e risultera' avere un peso specifico tale da vincere le spinte di galleggiamento (Archimede) subendo percio' un'accelerazione verso il basso sensibilmente inferiore a g. La velocita' di discesa del fluido e' molto modesta, infatti si noti, dalle linee di fumo, come il flusso sia sviluppato laminarmente (Re=Re(v) basso).
Equazione dell'energia
Francesco Nanni
Il moto della velella velella
Anna Molini
Liquid rope coiling effect
Alessandro Venti
Moto turbolento in uscita da condotti
Annalisa Bringiotti
Nebbia
Marco Bozzo
Flusso su profilo alare
Giorgio Gastaldi
Vortici di von Karman
Filippo Gorini
Moto attorno ad un profilo alare
Federico Ferrara
Si utilizza un ventilatore per generare del vento che viene usato per simulare (usando un foglio di carta) la risposta all'azione del vento stesso sull'ala di un aereo. L'ala come si puo' vedere si muove nella direzione del vento, questo perche' si generano sull'ala una forza resistente(parallela alla direzione del moto) ed una di portanza (perpendicolare alla direzione del moto), legate rispettivamente alle forze viscose ed alle variazioni di pressione. In base a questo l'ala viene progettata con una forma particolare facendo si' che l'aria si muova piu' velocemente sulla superficie superiore che in quella inferiore.
