Per stabilire un criterio oggettivo di valutazione di questa \u201cresistenza al flusso\u201d \u00e8 necessario ricorrere prima a due concetti:<\/p>\n
- \n
- Sforzo di taglio<\/strong><\/b><\/li>\n
- Velocit\u00e0 di deformazione<\/strong><\/b><\/li>\n<\/ul>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
Sforzo di taglio (noto anche come shear stress)<\/h2>\n
[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
In un fluido in circolazione e confinato in una determinata geometria, la velocit\u00e0 di ogni particella sar\u00e0 generalmente diversa da quella delle altre particelle e dipender\u00e0 dalla distanza a cui si trova tale particella rispetto alle pareti del condotto. Ad esempio, in un fluido che scorre in regime laminare<\/b> all’interno di un tubo circolare, il profilo di velocit\u00e0 ha una forma parabolica:<\/p>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”1_3″][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_3″][et_pb_image _builder_version=”3.21″ src=”https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Regimen-laminar-por-el-interior-de-una-tuberia-circular.png” alt=”Flusso laminare all’interno di un tubo circolare” title_text=”Flusso laminare all’interno di un tubo circolare” \/][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_3″][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
Questa differenza tra la velocit\u00e0 di una particella e quella adiacente \u00e8 dovuta alla forza interna F (<\/i><\/b>chiamata di taglio o di cesoiamento) che agisce sul piano in cui si muove la particella. Lo sforzo di cesoiamento si ottiene quindi dividendo questa forza per la superficie A (<\/i><\/b>su cui agisce).<\/p>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_2″][et_pb_image _builder_version=”3.21″ src=”https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Ecuacion-del-esfuerzo-de-cizalla.png” alt=”Reologia nella progettazione di impianti di processo per l’industria alimentare” title_text=”Sforzo di taglio” \/][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][\/et_pb_row][\/et_pb_section][et_pb_section bb_built=”1″ fullwidth=”off” specialty=”off” prev_background_color=”#000000″ next_background_color=”#000000″][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
Velocit\u00e0 di deformazione (nota anche come velocit\u00e0 di taglio)<\/h2>\n
[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
La deformazione plastica<\/b> \u03b3 \u00e8 intesa come il cambiamento di dimensione o forma che subisce un corpo sottoposto a sforzo. Pertanto, la velocit\u00e0 di deformazione \u00fd<\/b> \u00e8 definita come la variazione di tale deformazione rispetto al tempo.<\/p>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_2″][et_pb_image _builder_version=”3.21″ src=”https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Velocidad-de-deformacion.png” alt=”Importanza della reologia nella progettazione di impianti alimentari” title_text=”Velocit\u00e0 di deformazione” \/][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
Nel caso di un fluido, la velocit\u00e0 di deformazione viene calcolata dividendo la velocit\u00e0 per una lunghezza caratteristica della geometria in cui circola il fluido. Ad esempio, in una tubazione a sezione circolare \u00e8:<\/p>\n
\n
![\"null\"](\"https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Velocidad-de-deformacion-en-un-fluido.png\")
<\/p>\ndove U \u00e8<\/i><\/b> la velocit\u00e0 media e D \u00e8<\/i><\/b> il diametro interno.<\/p>\n
In questo modo, il comportamento reologico di un fluido \u00e8 caratterizzato dal rapporto esistente tra la velocit\u00e0 di deformazione<\/b> (shear rate, \u00fd)<\/i> e la sollecitazione di taglio<\/b> (shear stress, \u03c4)<\/i> necessaria per produrla, rivelando le variazioni strutturali interne subite dal prodotto durante la lavorazione.<\/p>\n
\n
![\"\"](\"https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Relacion-entre-la-velocidad-de-deformacion-y-el-esfuerzo-de-cizalla.png\")
<\/p>\n[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
In base a questo rapporto, un fluido pu\u00f2 essere classificato in:<\/p>\n
<\/p>\n
- \n
- Fluido newtoniano.<\/strong><\/li>\n
- Fluido non newtoniano.<\/strong><\/li>\n
- Fluido viscoelastico.<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
Fluido newtoniano<\/h3>\n
[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
In un fluido newtoniano<\/b>, il rapporto \u03c4=\u03c4(\u00fd)<\/b> \u00e8 un rapporto di proporzionalit\u00e0, cio\u00e8 per raddoppiare la velocit\u00e0 di deformazione \u00e8 necessario raddoppiare anche lo sforzo di taglio.<\/p>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_2″][et_pb_image _builder_version=”3.21″ src=”https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Fluido-Newtoniano.png” \/][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
La costante di proporzionalit\u00e0<\/b> che si ottiene dal grafico precedente corrisponde alla viscosit\u00e0 dinamica \u00b5<\/b>.<\/p>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_2″][et_pb_image _builder_version=”3.21″ src=”https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Viscosidad-din\u00e1mica-\u00b5.png” alt=”Importanza della reologia nella progettazione di impianti alimentari” title_text=”Viscosit\u00e0 dinamica \u00b5” \/][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
Fluido non newtoniano<\/h3>\n
[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
\u00c8 quello che non soddisfa la precedente relazione di proporzionalit\u00e0 (nota come legge di Newton). In generale, i prodotti alimentari<\/b> sono caratterizzati da un comportamento NON newtoniano<\/b>, a causa della complessit\u00e0 della loro struttura interna. Alcuni esempi tipici sono:<\/p>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_2″][et_pb_image _builder_version=”3.21″ src=”https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Fluido-No-Newtoniano.png” alt=”Importanza della reologia nella progettazione di impianti alimentari” title_text=”Fluido non newtoniano” \/][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
In considerazione dei molteplici comportamenti che si possono riscontrare nei diversi prodotti alimentari<\/b>, \u00e8 necessario ricorrere al concetto di viscosit\u00e0 apparente<\/b> per sviluppare strumenti di ingegneria utili alla progettazione.<\/p>\n
La viscosit\u00e0 apparente \u00e8 quindi definita come la pendenza della curva \u03c4=\u03c4(\u00fd)<\/b>, ovvero:<\/p>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_2″][et_pb_image _builder_version=”3.21″ src=”https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Viscosidad-aparente.png” alt=”Reologia nella progettazione di impianti di processo per l’industria alimentare” title_text=”Viscosit\u00e0 apparente” \/][et_pb_image _builder_version=”3.21″ src=”https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Grafica-viscosidad-aparente.png” alt=”Reologia nella progettazione di impianti di processo per l’industria alimentare” title_text=”Grafico della viscosit\u00e0 apparente” \/][\/et_pb_column][et_pb_column type=”1_4″][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
Nella letteratura specializzata possiamo trovare molti modelli matematici per descrivere le relazioni \u03c4=\u03c4(\u00fd)<\/i><\/b> e \u03b7=\u03b7(\u00fd)<\/i><\/b>. Alcuni esempi sono i modelli di Casson, Ellis, Herschel-Bulkley, Carreau, Cross o Powell-Eyring. In generale, questi modelli si adattano adeguatamente solo a un determinato tipo di fluido<\/b> e in un certo intervallo di velocit\u00e0 di deformazione<\/b>.<\/p>\n
In pratica, \u00e8 comune utilizzare il modello potenziale di Ostwald-de Waele, chiamato anche Power-Law, a partire dal quale vengono sviluppati strumenti di calcolo che consentono di determinare i principali parametri di progettazione di un impianto alimentare<\/b>: perdita di carico in tubazioni, valvole e altre apparecchiature, trasferimento di calore negli scambiatori, potenza assorbita da pompe e miscelatori, ecc.<\/p>\n
Modello Power-Law<\/strong><\/b><\/p>\n
\n
![\"\"](\"https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Modelo-Power-Law_1.png\")
<\/p>\n\n
![\"\"](\"https:\/\/www.sacome.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Modelo-Power-Law_2.png\")
<\/p>\ndove K \u00e8<\/i><\/b> l’indice di consistenza (consistency index) e n \u00e8<\/i><\/b> l’indice di comportamento del flusso (flow behaviour index).<\/p>\n
[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row][et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
Fluido viscoelastico<\/h3>\n
[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=”3.21″]<\/p>\n
Quando un fluido viscoelastico<\/b> si deforma, presenta caratteristiche sia viscose (inerenti a un fluido) che elastiche (inerenti a un solido). Questo comportamento si verifica solitamente nei fluidi di natura macromolecolare<\/b>, cio\u00e8 con un alto peso molecolare. In altre parole, ha un comportamento intermedio tra un fluido newtoniano ideale e un solido ideale.<\/p>\n
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Documentazione tecnica relativa ai nostri scambiatori di calore tubolari<\/h4>\n
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La reologia nella progettazione di impianti alimentari \u00e8 fondamentale perch\u00e9 il dimensionamento di molti degli elementi che li compongono dipende fortemente da questa \u201cresistenza\u201d, assumendo inoltre particolare rilevanza con i prodotti alimentari: scambiatori di calore, tubazioni, valvole, pompe, miscelatori, ecc.<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":36262,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[160],"tags":[],"class_list":["post-36342","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-documentazione-tecnica-scambiatori"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/36342"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=36342"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/36342\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":40152,"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/36342\/revisions\/40152"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/36262"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=36342"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=36342"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sacome.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=36342"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
- Fluido non newtoniano.<\/strong><\/li>\n
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