Skip to content

Nuova cella Flowing-Junction per lo studio delle fluttuazioni di non-equilibrio in processi di diffusione libera in micro-gravità

Informazioni tesi

  Autore: Fabrizio Croccolo
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2000-01
  Università: Università degli Studi di Milano
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Marzio Giglio
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 81

L’evoluzione del processo di diffusione non è omogenea come si è sempre ritenuto, ma è accompagnata da fluttuazioni della concentrazione e della velocità di carattere mesoscopico. Tali fluttuazioni sono più intense per dimensioni maggiori, con un andamento del tipo q-4 (essendo q il vettore d’onda associato al fenomeno) fino ad un valore caratteristico qroll-off sotto il quale la forza di gravità le smorza. Effettuando un esperimento di diffusione libera in condizioni di micro-gravità tale dimensione caratteristica di taglio dovrebbe aumentare fino ad un valore dell’ordine di qualche millimetro e si dovrebbe osservare il fenomeno con un’intensità più elevata. In condizioni di micro-gravità le celle di diffusione precedentemente esistenti non erano in grado di preparare un campione in cui due liquidi miscibili fossero ad un certo istante in contatto senza essere mescolati, idealmente divisi da una interfaccia infinitesima perfettamente piana ed esente da disturbi. Scopo di questa Tesi è stata la progettazione di una cella con queste caratteristiche, la sua realizzazione materiale e l’esecuzione di varie misure (a terra) in grado di testarne il funzionamento. Ho studiato tre diverse soluzioni ai problemi sopra esposti ed ho scelto di sviluppare il progetto di una cella Flowing-Junction. Questa cella è in grado di tenere separati due liquidi miscibili in due regioni distinte con un’interfaccia di contatto (in cui i liquidi sono mescolati) molto sottile. Il principio di funzionamento prevede che i due liquidi vengano introdotti dalle estremità opposte della cella e, contemporaneamente, venga rimosso del liquido da una fessura posta all’altezza della zona di contatto in cui ha inizio la diffusione. Arrestando i flussi si può far partire l’esperimento in una condizione molto vicina a quella ideale di liquidi completamente separati. Questa cella ha anche l’importante caratteristica di poter ricreare in qualsiasi momento le condizioni iniziali per iterare la misura semplicemente riavviando i flussi e quindi ripulendo nuovamente l’interfaccia. La cella ha una innovativa simmetria cilindrica per ottimizzare la pulizia dell’interfaccia che ha la forma di un disco di 2 cm di diametro. Ho costruito un prototipo di cella ed ho effettuato varie prove che hanno evidenziato qualitativamente il buon funzionamento del sistema. Un test eseguito con liquidi colorati ha permesso di valutare (sempre qualitativamente) l’effettiva separazione dei due liquidi ed il funzionamento della cella anche in condizioni di gravità destabilizzante. I due liquidi erano infatti quasi isodensi, ed il liquido con densità maggiore (di circa il 3%) era posto al di sopra del liquido meno denso. Questo prototipo ha evidenziato problemi di disomogeneità dei flussi all’interno della cella. In seguito a test specifici con vari tipi di materiali ho realizzato una cella definitiva che sfrutta degli anelli ceramici porosi per rendere omogenei tali flussi ed in particolare la ripulitura dell’interfaccia. Ho quindi messo a punto un apparato di visualizzazione Shadowgraph con il quale ho effettuato una misura quantitativa del fattore di struttura delle fluttuazioni di non-equilibrio in un processo di diffusione libera per una miscela di acqua e glicerina. Questa tecnica funziona facendo passare un fascio di luce parallela (del diametro di circa 2 cm in direzione ortogonale all’interfaccia di diffusione) che registra informazioni sull’andamento della concentrazione all’interno del campione. Le fluttuazioni di concentrazione presenti nel campione danno luogo a piccole variazioni del cammino ottico per il fascio incidente che viene modulato in fase come se le fluttuazioni fossero delle piccole lenti sottili poste sul suo cammino. Su di un piano ad una certa distanza dal campione si osservano delle modulazioni misurabili dell’intensità del fascio dalle quali possiamo ricavare, attraverso la peculiare funzione di trasferimento Shadowgraph, il fattore di struttura delle fluttuazioni. Da questa misura preliminare ho ottenuto dati confrontabili con quelli ottenuti precedentemente in questo laboratorio con altri tipi di celle in grado di preparare campioni di miscele ottimi per misure di diffusione ma non adatte a lavorare in condizioni di micro-gravità. I risultati di questo lavoro sono stati resi noti al Workshop ‘La Scienza e la Tecnologia sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS)’ dell'Agenzia Spaziale Italiana a Torino, 16-18 Maggio 2001.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista
Mostra/Nascondi contenuto.
3 Introduzione L’evoluzione del processo di diffusione non è omogenea come si è sempre ritenuto, ma è accompagnata da fluttuazioni della concentrazione e della velocità di carattere mesoscopico. Tali fluttuazioni sono più intense per dimensioni maggiori, con un andamento del tipo q -4 (essendo q il vettore d’onda associato al fenomeno) fino ad un valore caratteristico q roll-off sotto il quale la forza di gravità le smorza. Effettuando un esperimento di diffusione libera in condizioni di micro-gravità tale dimensione caratteristica di taglio dovrebbe aumentare fino ad un valore dell’ordine di qualche millimetro e si dovrebbe osservare il fenomeno con un’intensità più elevata. In condizioni di micro-gravità le celle di diffusione precedentemente esistenti non erano in grado di preparare un campione in cui due liquidi miscibili fossero ad un certo istante in contatto senza essere mescolati, idealmente divisi da una interfaccia infinitesima perfettamente piana ed esente da disturbi. Scopo di questa Tesi è stata la progettazione di una cella con queste caratteristiche, la sua realizzazione materiale e l’esecuzione di varie misure (a terra) in grado di testarne il funzionamento. Ho studiato tre diverse soluzioni ai problemi sopra esposti ed ho scelto di sviluppare il progetto di una cella Flowing-Junction. Questa cella è in grado di tenere separati due liquidi miscibili in due regioni distinte con un’interfaccia di contatto (in cui i liquidi sono mescolati) molto sottile. Il principio di funzionamento prevede che i due liquidi vengano introdotti dalle estremità opposte della cella e, contemporaneamente, venga rimosso del liquido da una fessura posta all’altezza della zona di contatto in cui ha inizio la diffusione. Arrestando i flussi si può far partire l’esperimento in una condizione molto vicina a quella ideale di liquidi completamente separati. Questa cella ha anche l’importante caratteristica di poter ricreare in qualsiasi momento le condizioni iniziali per iterare la misura semplicemente riavviando i flussi e quindi ripulendo nuovamente l’interfaccia. La cella ha una innovativa simmetria cilindrica per ottimizzare la pulizia dell’interfaccia che ha la forma di un disco di 2 cm di diametro. Ho costruito un prototipo di cella ed ho effettuato varie prove che hanno evidenziato qualitativamente il buon funzionamento del sistema. Un test eseguito con liquidi colorati ha permesso di valutare (sempre qualitativamente) l’effettiva separazione dei due liquidi ed il funzionamento della cella anche in condizioni di gravità destabilizzante. I due liquidi erano infatti quasi isodensi, ed il liquido con densità maggiore (di circa il 3%) era posto al di sopra del liquido meno denso. Questo prototipo ha evidenziato problemi di disomogeneità dei flussi all’interno della cella. In seguito a test specifici con vari tipi di materiali ho realizzato una cella definitiva che sfrutta degli anelli ceramici porosi per rendere omogenei tali flussi ed in particolare la ripulitura dell’interfaccia. Ho quindi messo a punto un apparato di visualizzazione Shadowgraph con il quale ho effettuato una misura quantitativa del fattore di struttura delle fluttuazioni di non-equilibrio in un processo di diffusione libera per una miscela di acqua e glicerina. Questa tecnica funziona facendo passare un fascio di luce parallela (del diametro di circa 2 cm in direzione ortogonale all’interfaccia di diffusione) che registra informazioni sull’andamento della concentrazione all’interno del campione. Le fluttuazioni di concentrazione presenti nel campione danno luogo a piccole variazioni del cammino ottico per il fascio incidente che viene modulato in fase come se le fluttuazioni fossero delle piccole lenti sottili poste sul suo cammino. Su di un piano ad una certa distanza dal campione si osservano delle modulazioni misurabili

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista

FAQ

Per consultare la tesi è necessario essere registrati e acquistare la consultazione integrale del file, al costo di 29,89€.
Il pagamento può essere effettuato tramite carta di credito/carta prepagata, PayPal, bonifico bancario, bollettino postale.
Confermato il pagamento si potrà consultare i file esclusivamente in formato .PDF accedendo alla propria Home Personale. Si potrà quindi procedere a salvare o stampare il file.
Maggiori informazioni
Ingiustamente snobbata durante le ricerche bibliografiche, una tesi di laurea si rivela decisamente utile:
  • perché affronta un singolo argomento in modo sintetico e specifico come altri testi non fanno;
  • perché è un lavoro originale che si basa su una ricerca bibliografica accurata;
  • perché, a differenza di altri materiali che puoi reperire online, una tesi di laurea è stata verificata da un docente universitario e dalla commissione in sede d'esame. La nostra redazione inoltre controlla prima della pubblicazione la completezza dei materiali e, dal 2009, anche l'originalità della tesi attraverso il software antiplagio Compilatio.net.
  • L'utilizzo della consultazione integrale della tesi da parte dell'Utente che ne acquista il diritto è da considerarsi esclusivamente privato.
  • Nel caso in cui l'Utente volesse pubblicare o citare una tesi presente nel database del sito www.tesionline.it deve ottenere autorizzazione scritta dall'Autore della tesi stessa, il quale è unico detentore dei diritti.
  • L'Utente è l'unico ed esclusivo responsabile del materiale di cui acquista il diritto alla consultazione. Si impegna a non divulgare a mezzo stampa, editoria in genere, televisione, radio, Internet e/o qualsiasi altro mezzo divulgativo esistente o che venisse inventato, il contenuto della tesi che consulta o stralci della medesima. Verrà perseguito legalmente nel caso di riproduzione totale e/o parziale su qualsiasi mezzo e/o su qualsiasi supporto, nel caso di divulgazione nonché nel caso di ricavo economico derivante dallo sfruttamento del diritto acquisito.
  • L'Utente è a conoscenza che l'importo da lui pagato per la consultazione integrale della tesi prescelta è ripartito, a partire dalla seconda consultazione assoluta nell'anno in corso, al 50% tra l'Autore/i della tesi e Tesionline Srl, la società titolare del sito www.tesionline.it.
L'obiettivo di Tesionline è quello di rendere accessibile a una platea il più possibile vasta il patrimonio di cultura e conoscenza contenuto nelle tesi.
Per raggiungerlo, è fondamentale superare la barriera rappresentata dalla lingua. Ecco perché cerchiamo persone disponibili ad effettuare la traduzione delle tesi pubblicate nel nostro sito.
Scopri come funziona

DUBBI? Contattaci

Contatta la redazione a
[email protected]

Ci trovi su Skype (redazione_tesi)
dalle 9:00 alle 13:00

Oppure vieni a trovarci su

Parole chiave

diffusione libera
flowing-junction
fluidi
fluttuazioni
idrodinamica
micro-gravità
shadowgraph
tecniche ottiche
ottica quantistica

Non hai trovato quello che cercavi?


Abbiamo più di 45.000 Tesi di Laurea: cerca nel nostro database

Oppure consulta la sezione dedicata ad appunti universitari selezionati e pubblicati dalla nostra redazione

Ottimizza la tua ricerca:

  • individua con precisione le parole chiave specifiche della tua ricerca
  • elimina i termini non significativi (aggettivi, articoli, avverbi...)
  • se non hai risultati amplia la ricerca con termini via via più generici (ad esempio da "anziano oncologico" a "paziente oncologico")
  • utilizza la ricerca avanzata
  • utilizza gli operatori booleani (and, or, "")

Idee per la tesi?

Scopri le migliori tesi scelte da noi sugli argomenti recenti


Come si scrive una tesi di laurea?


A quale cattedra chiedere la tesi? Quale sarà il docente più disponibile? Quale l'argomento più interessante per me? ...e quale quello più interessante per il mondo del lavoro?

Scarica gratuitamente la nostra guida "Come si scrive una tesi di laurea" e iscriviti alla newsletter per ricevere consigli e materiale utile.


La tesi l'ho già scritta,
ora cosa ne faccio?


La tua tesi ti ha aiutato ad ottenere quel sudato titolo di studio, ma può darti molto di più: ti differenzia dai tuoi colleghi universitari, mostra i tuoi interessi ed è un lavoro di ricerca unico, che può essere utile anche ad altri.

Il nostro consiglio è di non sprecare tutto questo lavoro:

È ora di pubblicare la tesi