Laminare o turbolento: l’esperimento di Reynolds
Nel 1883 Osborne Reynolds iniettò un filo di inchiostro al centro di un tubo di vetro in cui scorreva acqua. A bassa velocità il filo restava dritto e sottile; aumentando la velocità, oltre un certo punto, cominciava a ondeggiare e si sparpagliava in tutto il tubo. Il passaggio dipende da un solo numero, che oggi porta il suo nome.
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Re < 2000 laminare, Re > 4000 turbolento
Il numero di Reynolds Re = ρ v D / η confronta l’inerzia del fluido, che tende a far crescere i disturbi, con la viscosità, che li smorza. È un numero puro, senza unità di misura.
Se Re è piccolo la viscosità vince: il moto è laminare, a strati che scorrono uno sull’altro senza mescolarsi, e il colorante resta un filo. Se Re è grande i disturbi crescono in vortici: il moto è turbolento e il colorante si mescola in fretta. Fra 2000 e 4000 il moto passa da un regime all’altro a sbuffi.
L’acqua del rubinetto, dei fiumi e il fumo di una sigaretta dopo qualche centimetro sono turbolenti; il miele che cola e il sangue nei capillari sono laminari. Il disegno della turbolenza qui è schematico: il vero moto turbolento è caotico e cambia di continuo.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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