storia STORIA


Osborne Reynolds (1842-1912), nacque da una antica famiglia di ecclesiastici e conseguì, nel 1867, la laurea in ingegneria a Cambridge. Le sue ricerche, quasi sempre originate da problemi pratici, pur rivolte a tutti i campi della fisica, raggiunsero risultati notevoli nell'idraulica: il suo nome rimane infatti legato specialmente alle ricerche sul moto dei fluidi.
Fin dalla prima metà del XIX secolo i cultori di idrodinamica impostavano le loro teorie supponendo l'acqua un fluido perfetto (ciè privo di viscosità ed incompressibile). I risultati teorici erano validi per i liquidi reali soltanto per appossimazione, da cui la necessità di introdurre nelle formule coefficienti di correzione ed il largo ricorso a formule empiriche.
Comparsa nel 1844 una celebre memoria del medico e fisico fancese J.Poiseuille, si capì che il moto di un fluido viscoso in uno stesso condotto può avere due regimi diversi: il regime laminare o di Poiseuille, nel quale gli strati cilindrici coassiali hanno velocità crescente da zero per lo strato aderente alle pareti del tubo al massimo corrispondente all'asse; il regime vorticoso o turbolento, come fu detto da Lord Kelvin, in cui gli strati liquidi acquistano velocità quasi uguale alla massima a breve distanza dalle pareti e inoltre si formano all'interno del liquido vortici visibili. Ma nessuno aveva ancora studiato se e in quali condizioni si può passare dal regima laminare al regime turbolento.
Reynolds avvia lo studio con alcune considerazioni teoriche che lo portano a stabilire che quando l'espressione c ro U/ eta (con U velocità media, ro densità, eta coefficente di viscosità, c raggio del tubo) raggiunge un certo limite, il moto del fluido da laminare diventa turbolento. Per confermare la teoria, fin dal 1880 egli aveva istituito una serie di esperimenti, rimasti classici nella storia dell'idrodinamica, anche per la semplicità dell'attrezzatura: da un tubo di vetro si faceva effluire acqua con velocità regolabile e contemporaneamente, con un semplice dispositivo, si faceva giungere in corrispondenza dell'asse del tubo un filo d'acqua colorata il cui percorso si poteva seguire agevolmente. Con piccole velocità, il filetto colorato si stendeva rettilineamente lungo il tubo; con un graduale aumento di velocità prima si attenuava la colorazione del filetto, poi cominciavano a comparire nel liquido vortici visibili e a una certa velocità critica il filetto colorato scompariva mescolandosi con il resto della massa liquida, che assumeva il moto turbolento. La velocità critica diminuiva con l'aumento della temperatura in accordo con gli esperimanti di Poiseuille. Seguirono altri esperimenti, dai quali Reynolds dedusse anche il valore dell'espressione c ro U/ eta, che è adimensionale, chiamato "numero di Reynolds".

Tratto da: "Scienziati e tecnologi dalle origini al 1875", A.Mondadori, Milano, 1975.

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museo   Link esterno: "Laminar and turbulent flow in pipes - The Reynolds Number"
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