1. Viscosità: La presenza di particelle sospese può aumentare la viscosità di un liquido. La viscosità è la resistenza di un fluido allo scorrimento ed è influenzata dalle interazioni tra le molecole del liquido e le particelle sospese. All’aumentare della concentrazione delle particelle sospese, il liquido diventa più viscoso e resiste con maggiore forza al flusso.
2. Ispessimento al taglio: Alcune sospensioni mostrano un comportamento di ispessimento al taglio, il che significa che la loro viscosità aumenta sotto stress di taglio. Questo fenomeno si verifica a causa dell'allineamento delle particelle sospese nella direzione del flusso quando viene applicata una forza di taglio. Le particelle allineate creano una maggiore resistenza al flusso, con conseguente aumento della viscosità.
3. Diluizione al taglio: Al contrario, alcune sospensioni mostrano un comportamento di assottigliamento al taglio, dove la loro viscosità diminuisce sotto stress di taglio. Ciò si osserva quando le particelle sospese vengono deformate o distrutte sotto elevate forze di taglio. Di conseguenza, la resistenza al flusso diminuisce e la viscosità della sospensione diminuisce.
4. Sedimentazione: Le particelle sospese possono depositarsi sotto l'influenza della gravità, portando alla sedimentazione. Questo processo fa sì che le particelle si accumulino sul fondo del contenitore del liquido. La sedimentazione può alterare in modo significativo la dinamica del flusso modificando la concentrazione locale delle particelle sospese e creando differenze di densità all'interno del liquido.
5. Modelli di flusso: La presenza di particelle sospese può modificare i modelli di flusso all'interno di un liquido. Ad esempio, nei flussi turbolenti, le particelle sospese possono smorzare le fluttuazioni turbolente e promuovere la formazione di più regioni di flusso laminare. Questo perché le particelle interagiscono con i vortici del flusso e dissipano energia, riducendo l'intensità della turbolenza.
6. Trasferimento di calore: Le particelle sospese possono influenzare il trasferimento di calore all'interno di un liquido. Possono fungere da siti di nucleazione per le bolle, portando ad una maggiore ebollizione ed evaporazione. Inoltre, la presenza di particelle può alterare la conduttività termica del liquido, influenzando la velocità di trasferimento del calore.
7. Proprietà reologiche: Le proprietà reologiche complessive di una sospensione, come il carico di snervamento, l'elasticità e il comportamento viscoelastico, sono influenzate dalle caratteristiche delle particelle sospese e dalle loro interazioni con il liquido. Queste proprietà determinano il comportamento del flusso e la risposta della sospensione in diverse condizioni di flusso.
Comprendere gli effetti delle particelle sospese sulla dinamica del flusso di liquidi è fondamentale in vari campi, tra cui la meccanica dei fluidi, l'ingegneria chimica, l'ingegneria ambientale e la scienza dei materiali. Considerando l'influenza delle particelle sospese, ricercatori e ingegneri possono ottimizzare i processi, progettare sistemi di filtrazione efficaci e sviluppare nuovi materiali con proprietà di flusso su misura.
