04294 - MECCANICA DEI FLUIDI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze interdisciplinari di base necessarie per affrontare i problemi ingegneristici nel campo della meccanica dei fluidi applicabili nei settori dell'Ingegneria Meccanica.

Contenuti

1. Energia, forza e lavoro dei fluidi – premessa
   1. La Meccanica dei Fluidi
   2. Finalità del corso
   3. Molteplicità degli approcci
   4. Principio di conservazione dell’energia meccanica di un fluido
   5. Seconda legge di Newton e teorema della quantità di moto
   6. Approccio sperimentale e fluidi reali in regime turbolento
   7. Equazioni indefinite, soluzioni analitiche in regime laminare
      
2. Reologia dei Fluidi
   1. Che cos’è un fluido, sistema continuo
   2. Densità e peso specifico
   3. Tensione di vapore e cavitazione
   4. Energia meccanica
   5. Coefficiente di comprimibilità
   6. Celerità e numero di Mach
   7. Viscosità
3. Statica dei Fluidi
   1. Pressione
   2. Spinte idrostatiche
   3. Spinte idrostatiche su superfici curve
   4. Galleggiamento
   5. Moti rigidi
4. Cinematica e principi di conservazione
   1. Cinematica dei fluidi
   2. Derivata sostanziale
   3. Conservazione della massa
   4. Teorema di Bernoulli
   5. Tubo di Pitot
   6. Processi di efflusso
   7. Significato energetico, venturimetro
   8. Linee dei carichi
   9. Equazione indefinita di Euler
   10. Derivazione del teorema di Bernoulli dall’equazione di Euler
   11. Distribuzione delle pressioni perpendicolarmente alle linee di corrente
5. Approccio globale: equazioni cardinali o integrali
   1. Volume di controllo
   2. Teorema del trasporto di Reynolds
   3. Equazione di continuità della massa
   4. Seconda legge di Newton e conservazione della quantità di moto
   5. Forze trasmesse da urti di getti
   6. Forze trasmesse su pezzi speciali di impianto
   7. Macchine idrauliche a reazione
6. Perdite di carico distribuite
   1. Regime laminare e turbolento
   2. Esperienza di Reynolds, coefficiente di resistenza
   3. Abaco di Moody, formule
   4. Lunghe condotte: sforzo tangenziale, equazione di Darcy
7. Impianti idraulici
   1. Problemi di verifica e progetto
   2. Verifica di una lunga condotta a gravità
   3. Perdite concentrate
   4. Impianti a gravità
   5. Impianto di pompaggio
   6. Pompe in serie e in parallelo
   7. Altezza minima di aspirazione
   8. Reti
8. Approccio indefinito: equazioni differenziali
   1. Equazione di continuità della massa
   2. Equazione di Cauchy
   3. Tensore delle velocità di deformazione
   4. Equazione di Navier-Stokes
   5. Moto laminare di un fluido viscoso: equazione di Poisson
   6. Lastre piane e parallele
   7. Lubrificazione

Testi/Bibliografia

Yunus A. Cengel, John M. Cimbala, Giuseppe Cozzo, Cinzia Santoro. Meccanica dei Fluidi (quinta edizione), McGraw-Hill Education, 2024.

Metodi didattici

La parte teorica verrà presentata in maniera tradizionale tramite lezioni frontali in presenza. Questo includerà lo sviluppo di alcuni esempilificazioni grafiche e di esercizi alla lavagna, inoltre verrà presentato con il proiettore il materiale di studio che verrà reso disponibile in formato elettronico.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste di una prova scritta e di una orale. Sia i temi dello scritto sia l'orale vertono sull'intero programma.

La prova scritta è propedeutica e da accesso all'orale. Questa è svolta su Esami On Line in modo che il risultato sia disponibile immediatamente. Si tratta di tre temi con risultati da fornire in forma numerica che coprono: idrostatica, fluidi ideali e fluidi reali. I temi vengono svolti in successione per un tempo totale di 20+35+45=100 minuti. Ogni tema vale 100 punti, suddivisi in diverse domande/risposte numeriche da circa 5 a circa 15 ounti ciascuna. Il punteggio massimo dello scritto è dunque di 300 punti. Al di sopra del punteggio ritenuto sufficiente si accede all'orale. La prova è ritenuta pienamente sufficiente per un punteggio pari o superiore a 180, con almeno 60 punti per ogni tema.

Il superamento della prova scritta è necessario ma non sufficiente al superamento dell'esame.

L'orale verterà sulla parte non sufficiente dello scritto e/o sulle basi teoriche. L'orale determina il voto finale che potrà confermare al rialzo o al ribasso il punteggio dello scritto.

A partire da Novembre (circa) su Esami On Line è disponibile la simulazione della prova scritta, questa propone in maniera casuale le tipologie dei temi che vengono proposti in sede d'esame. La simulazione fornisce i risultati numerici corretti e può essere provata un numero illimitato di volte.
I temi presenti nella simulazione e proposti in sede d'esame sono soggetti ad aggiornamento.

Strumenti a supporto della didattica

Verrà proposto materiali di studio e verifica con il supporto di Virtuale e Esami On Line.

https://virtuale.unibo.it/

https://eol.unibo.it/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Guerrero