23330 - IDRAULICA L (l-Z)

Conoscenze e abilità da conseguire

Nozioni fondamentali della Meccanica dei Fluidi e nozioni di Idraulica necessarie per seguire i corsi applicativi seguenti.  Mettere gli allievi in grado di effettuare verifiche e progetti di semplici schemi in pressione e a pelo libero, considerando sia le condizioni usuali di funzionamento in moto permanente che quelle estreme derivanti dai transitori.

Contenuti

Descrizione delle correnti e caratteristiche meccaniche dei fluidi.

Sistemi di misura. Analisi ed omogeneità dimensionale. Teorema di Buckingham (pi-greco).

Forze di massa e di superficie. Tensore degli sforzi e caratterizzazione dei fluidi. Idrostatica, barotropia, distribuzione delle pressioni e forze sulle pareti, galleggianti.

Descrizioni Lagrangiana ed Euleriana del moto. Velocità. Linee e funzione di corrente.  Vorticità e potenziale della velocità. Accelerazione locale e convettiva. Teorema del trasporto. Equazione di continuità, e forma non conservativa del teorema del trasporto.

Equazione di bilancio della quantità di moto. Fluido perfetto. Teorema di Kelvin e di Bernouilli. Bilancio della energia meccanica. Distribuzione della pressione in moto irrotazionale.

Correnti monodimensionali: equivalenza fra i principi di bilancio della energia e della quantità di moto.

Reazione viscosa alla deformazione. Caduta di pressione in moto permanente e uniforme di un fluido viscoso. Dissipazione di energia dovute alla viscosità. Numero di Reynolds, instabilità del moto laminare, caratteristiche qualitative della turbolenza.

Strato limite e separazione della vena. Distribuzione delle pressioni su ostacoli e resistenza di forma. Perdite di carico concentrate.

Resistenza d'attrito. Distribuzione logaritmica della velocità vicino a parete lisce e scabre. Resistenza al moto di tubi lisci, artificialmente scabri ed a scabrezza naturale. Formule tradizionali per la valutazione della resistenza al moto.

Elementi funzionali delle macchine idrauliche. Numeri caratteristici. Cavitazione e NPSH.

Verifica e progetto di condotte e di reti in pressione.

Moto dei fluidi in ammassi porosi, velocità di filtrazione, legge di Darcy e Forchheimer, distribuzione dei carichi, liquefazione dell'ammasso. Esempi.

Attrazione molecolare e tensione superficiale. Capillarità ed effetti connessi.

Moto vario nelle condotte, oscillazioni di massa.  Effetto della comprimibilità. Propagazione di onde elastiche lungo le condotte. Metodo delle caratteristiche. Manovre brusche e lente.

Correnti a pelo libero gradualmente variate. Corrente critica e classificazione delle correnti. Effetti di una brusca variazione di sezione del canale. Profili di rigurgito. Risalto idraulico.

Moto vario delle correnti a pelo libero.  Onde inerziali e metodo delle caratteristiche.  Onda derivante dal crollo di una diga, soluzione di Ritter.  Approssimazione cinematica, celerità delle onde.  Fronti in uniforme avanzamento e forma del fronte.

Testi/Bibliografia

H. Rouse. Elementary fluid mechanics. Ed Dover, 1946.
Citrini & Noseda. Idraulica. Ed. Ambrosiana, Milano, 1987.

YA Cengel & JB Cinbala, Meccanica dei fluidi, McGraw-Hill, Milano, 2007.

A. Cenedese. Meccanica dei fluidi, McGraw-Hill 2003.
A. Ghetti. Idraulica Ed. Cortina Padova, 1977.
V.L. Streeter. Fluid mechanics. Mc Graw Hill 1951.
P.M. Gerhart & R.J. Gross. Fundamentals of Fluid Mechanics

Metodi didattici

Il corso si svolge tramite lezioni frontali, esercitazioni e visite al laboratorio.

Nelle lezioni vengono illustrati i principi e le nozioni fondamentali.  Nelle esercitazioni vengono illustrate applicazioni delle nozioni con esempi numerici. Durante le visite al laboratorio vengono mostrate le principali esperienze utili alla comprensione delle nozioni impartite.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Verifiche scritte infrannuali facoltative, prova scritta facoltativa di recupero alla prima sessione dopo il corso, valide una sessione.  Orale obbligatorio, semplificato per chi ha superato la prova scritta.  Nelle prove scritte sarà richiesta la soluzione di problemi simili a quelli svolti nelle esercitazioni e/o la presentazione di un risultato teorico.

Appelli - Liste su UNIWEX

Prima sessione dopo il corso due appelli orali ed uno scritto. Successivamente appello orale ogni due settimane nei periodi consentiti dalla facoltà.

Strumenti a supporto della didattica

Attività frontale. Appunti e materiale ausiliario reperibile in rete dal sito del docente.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alberto Lamberti