Numero di Deborah

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Il numero di Deborah è un gruppo adimensionale utilizzato in reologia per misurare quanto è "fluido" un materiale. Anche alcuni materiali apparentemente solidi si comportano come fluidi se osservati sufficientemente a lungo.

Il numero di Deborah fu introdotto nel 1964 da Markus Reiner; [1][2] il nome deriva dal versetto "Le montagne si scioglieranno davanti al Signore" da un salmo della profetessa Debora riportata nella Bibbia;[3] infatti dalla definizione del numero di Deborah deriva che per tempi di applicazione del carico molto lunghi anche le montagne "si sciolgono".

Formalmente il numero di Deborah è definito come il rapporto fra il tempo di deformazione che caratterizza la fluidità intrinseca del materiale (\Lambda) e la scala temporale caratteristica dell'esperimento (o della simulazione al computer) che misura la risposta del materiale. Più piccolo è il numero, maggiore è la fluidità del materiale.

De=\Lambda/t

essendo Λ il tempo di rilassamento del materiale e t il tempo di osservazione.[4]

Nei modelli per lo studio della viscoelasticità dei polimeri, quali il modello di Maxwell e il modello di Kelvin-Voigt, si definisce \Lambda il rapporto tra la componente viscosa di un polimero, e la sua componente elastica assimilabili nei modelli rispettivamente ad una molla ideale e a un dissipatore viscoso ideale.

\Lambda=\mu/K

Avendo la viscosità \mu dimensioni di [Pa·s] e la costante elastica [Pa], tale rapporto ha le dimensioni di un tempo che prende il nome di tempo di rilassamento. Questo tempo è caratteristico per un singolo modello (Maxwell o Voigt). È importante ricordare che per ottenere la curva maestra di un determinato polimero bisogna considerare più modelli messi assieme, ognuno dei quali avrà un tempo di rilassamento caratteristico la cui somma integrale da lo spettro dei tempi di rilassamento del polimero in considerazione.

I fluidi con valori di Deborah prossimi a zero hanno comportamento analogo ai liquidi viscosi ideali. I fluidi con valori di Deborah tendenti ad infinito hanno comportamento analogo ai solidi elastici ideali.[5][6]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ M. Reiner, The Deborah Number in Physics Today, vol. 17, nº 1, 1964, p. 62, DOI:10.1063/1.3051374.
  2. ^ www.treccani.it - Reologia
  3. ^ Giudici 5,5
  4. ^ http://angelofabbri.altervista.org/Filez/Materiali_LM-PhD/LaureaMagistrale/Cesena/materiali/Reologia_stato_solido.doc.pdf
  5. ^ http://www.dipic.unipd.it/faculty/canu/files/Seminari%20di%20Reologia/2%20introduzione%20alla%20reologia.pdf
  6. ^ http://dspace-unipr.cilea.it/bitstream/1889/1090/1/Tesi%20di%20Dottorato%20-%20Filippo%20_ITA_.pdf

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]