Viscosità dei fluidi, un approfondimento per il settore chimico

Quando si parla di viscosità dei fluidi si fa riferimento a quello che più precisamente dovrebbe essere definito coefficiente di attrito viscoso. Si tratta di una grandezza attraverso la quale si quantifica la propensione di un certo fluido a produrre attrito interno tra gli strati in movimento. Ogni fluido che scorre, infatti, è caratterizzato da un proprio attrito interno. La forza di attrito viscoso riguarda tutti e due gli strati di fluido: si può pensare a un fluido come se fosse formato da tanti strati, ognuno dei quali ha una velocità specifica con cui scorre; ebbene, tra gli strati adiacenti c’è un attrito che ha un effetto sul loro moto. Nel caso in cui i due strati vadano nella stessa direzione ma con velocità differenti, a causa della forza di attrito lo strato più lento viene accelerato mentre quello più veloce viene rallentato; ecco, quindi, che a causa dell’attrito interno il valore di velocità tra i diversi strati risulta uniformato.

Le caratteristiche della viscosità

La viscosità è una proprietà che varia in funzione della temperatura; nei liquidi si riduce se la temperatura aumenta, a differenza di quel che avviene nei gas. Inoltre, l’attrito viscoso è ciò da cui dipende la rotazione dei fluidi in un contenitore. La forza di legame tra le molecole di un fluido non è trascurabile, ed è per questo motivo che i liquidi sono più viscosi dei gas. In genere tale proprietà non dipende dalla pressione.

L’olio motore e la viscosità

Gli oli motore vengono classificati a seconda della viscosità sulla base della tabella SAE J300. In sostanza viene definito monogrado un olio che, a caldo o a freddo, offre sempre la stessa prestazione; si ha a che fare con oli multigradi, invece, se la prestazione varia a seconda che la temperatura sia alta o bassa. Di conseguenza, quando si deve scegliere un lubrificante in funzione della sua viscosità occorre tenere conto della temperatura massima e della temperatura minima di funzionamento del motore; serve un olio che a bassa temperatura sia in grado di rimanere abbastanza fluido, per assicurare un avviamento facile, e che però in presenza di motore sotto sforzo garantisca la viscosità necessaria.

La viscosità nei condotti

Per fare in modo che un fluido venga spinto in un condotto orizzontale, come per esempio un fluido, c’è bisogno di una differenza di pressione. Il tubo, in particolare, esercita una forza resistente rispetto al fluido con cui entra in contatto; in più in alcuni casi gli strati di fluido esercitano a loro volta una resistenza di attrito fra di loro. Inoltre, occorre rilevare che la velocità del fluido è nulla sul bordo e massima al centro: questo vuol dire che non è omogenea nella sezione del tubo.

Il concetto di viscosità

Si può indicare la viscosità anche come la difficoltà che uno strato incontra nel riuscire a scorrere su un altro strato. Al tempo stesso, essa consiste in una grandezza che ha a che fare con il concetto di velocità e con quello di forza. Ipotizzando di far scorrere su una superficie dell’olio e dell’acqua, si verifica che la velocità dell’olio è inferiore a quella dell’acqua, in quanto esso ha più forze che contrastano il suo moto. Il concetto di viscosità è legato anche a quello di tensione. La tensione cresce se la viscosità cresce.

I liquidi viscosi nei tubi in silicone

I tubi in silicone, che possono essere dritti o sagomati, si adattano alle esigenze dei più diversi ambiti industriali, a cominciare dal settore automotive. Si tratta, infatti, di prodotti che possono essere destinati alla trattoristica, alle macchine per la movimentazione della terra, alle auto e agli elettrodomestici, oltre che a diverse applicazioni industriali. I tubi possono anche essere dotati di rinforzi tessili e sono resistenti all’invecchiamento; si possono utilizzare per il passaggio dei detergenti industriali, delle benzine, del gasolio, dell’ozono, dell’olio, dell’aria e dell’acqua.

La differenza di pressione

Per spingere un fluido lungo un tubo orizzontale, come si è visto, c’è bisogno di una differenza di pressione. Nel momento in cui in un condotto orizzontale stretto e lungo con sezione trasversale uguale viene fatto scorrere un fluido con regime stazionario, si è in presenza di una pressione costante; ciò vuol dire che si manifesta una riduzione della pressione nella direzione del flusso. La differenza di pressione che occorre per spingere il fluido deriva dal fatto che a mano a mano che ci si allontana dalla superficie del tubo la velocità degli strati di fluido adiacenti è un po’ più alta di quella dello strato più esterno. Le forze viscose sono le forze che intervengono tra strati di fluido adiacenti. Ogni strato, infatti, viene trattenuto dalle forze che su di esso sono esercitate dallo strato più interno, che è caratterizzato da un moto un po’ più lento.

 

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