5.1 Statica dei liquidi
Nell’industria di processo le operazioni che riguardano il trasporto e lo stoccaggio dei fluidi costituiscono un aspetto rilevante del processo produttivo, spesso anche quando le materie prime ed i prodotti principali sono solidi. Pertanto una progettazione poco accurata può avere conseguenze rilevanti sugli aspetti economici, sull’efficienza e sulla sicurezza del processo.
Gli aspetti tecnici del trasporto dei fluidi basano le loro premesse teoriche sulla meccanica dei fluidi, ovvero la scienza che studia il comportamento dei fluidi in relazione alle forze applicate. Questa rappresenta una sintesi delle esperienze di idraulica pratica maturate dall’antichità sino al XVII secolo e dell’approccio teorico-matematico che si sviluppò a partire dal ’700 con i lavori di Leonhard Euler e Daniel Bernoulli.
Per le finalità di questo corso saranno sviluppati solo gli aspetti più semplici della meccanica dei fluidi e quelli che sono strettamente correlati alle problematiche relative al trasporto dei liquidi ed allo stoccaggio di liquidi e gas. Pertanto non è superfluo riprendere alcuni aspetti caratteristici relativi al comportamento dei fluidi.
Nel corso del biennio sono stati definiti alcuni aspetti macroscopici degli stati di aggregazione e si è iniziato e definire il comportamento dei materiali secondo un modello particellare.
Nel capitolo 2 si è visto come i materiali solidi a cui sono applicate forze di trazione reagiscano opponendo una resistenza che entro certi limiti è elastica, mentre per sollecitazioni maggiori si hanno deformazioni permanenti. Analogo comportamento si ha per le forze di compressione, quelle di taglio e quelle di torsione.
I liquidi non oppongono alcuna resistenza alle forze di trazione, mentre reagiscono alle forze di compressione aumentando la loro pressione in ogni punto della massa, proprietà nota come “Principio di Pascal”. Sebbene, come conseguenza dell’aumento di pressione, il volume del liquido subisca una minima diminuzione, per le finalità pratiche del nostro corso considereremo i liquidi incomprimibili, ovvero riterremo il volume e la densità di un liquido indipendenti dalla pressione.
Incomprimibilità dei liquidi