Politecnico di Torino

Transcript

1 Politecnico di Torino 1 Dipartimento di Idraulica, Trasporti ed Infrastrutture Civili LABORATORIO DI IDRAULICA GIORGIO Riproduzione di un disegno di Giorgio Bidone sul Risalto Idraulico

2 Il Laboratorio di Idraulica G. Bidone del Dipartimento di Idraulica Trasporti e Infrastrutture Civili della Prima Facoltà di Ingegneria del Politecnico di Torino è un laboratorio sperimentale a supporto degli studi teorici e applicativi dell Idraulica. L idraulica, infatti, è una disciplina teorica-sperimentale che utilizzando i fondamenti della fisica-matematica studia i liquidi nel loro stato di quiete e di moto. Riconosciute le grandezze e i parametri da cui dipende il generico fenomeno, studia i legami esistenti tra essi per addivenire a relazioni analitiche in grado di descriverlo, utilizzabili successivamente per risolvere i problemi applicativi proposti dalla pratica ingegneristica. Il laboratorio di idraulica è presente nei tre percorsi formativi previsti dall Ateneo (lauree e lauree magistrali, dottorato di ricerca, master). Laboratorio di Idraulica G. 2

3 Il Laboratorio di Idraulica è suddiviso in tre sezioni: la prima ospita le apparecchiature didattiche con le quali vengono proposte agli studenti le riproduzioni di importanti fenomeni idrodinamici, utili sia per migliorare la comprensione degli stessi, sia per facilitare le lezioni durante le quali tali fenomenologie vengono analizzate attraverso a opportune schematizzazioni e la successiva trattazione analitica; la seconda è dedicata alla ricerca di base; ; questa ospita le apparecchiature utili per lo studio di specifiche fenomenologie idrodinamiche. Come tale in essa sono presenti alcune installazioni fisse insieme a apparecchiature che di volta in volta vengono appositamente costruite allo scopo. In particolare sono in corso ricerche riguardanti la meccanica dei fluidi newtoniani e non newtoniani,, la turbolenza, l interazione fluido-struttura struttura,, la dinamica fluviale, il trasporto solido, tra cui quello a forte concentrazione tipico delle colate detritiche. la terza è riservata allo sviluppo di ricerche applicate ed ospita i cosiddetti modelli fisici ovvero le riproduzioni in scala ridotta di opere o macchinari costruiti o da costruire per i quali si intende verificare la buona funzionalità idrodinamica. Laboratorio di Idraulica G. 3

4 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO 4

5 5 Andamento dei carichi piezometrici e totali di corrente in pressione Laboratorio in moto di Idraulica permanente G.

6 6 Laboratorio di Idraulica G. Esperienza di Reynolds per la riproduzione del moto LAMINARE e TURBOLENTO

7 Esperienza di Reynolds Traiettoria delle particelle fluide al crescere del Numero di Reynolds Passaggio da moto LAMINARE a TURBOLENTO Laboratorio di Idraulica G. 4

8 8 Laboratorio Condotta di Idraulica in depressione G.

9 9 Laboratorio Condotta di Idraulica in depressione G.

10 Laboratorio di Idraulica G. Efflusso da luce sul fondo di un serbatoio POLITECNICO DI TORINO 10

11 11 Laboratorio di Cavitazione Idraulica G.

12 12 Laboratorio di Idraulica G. Deflusso a bocca piena da un tubo addizionale esterno ad un serbatoio

13 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO 13 Girante di turbina Pelton

14 14 Distributore e girante di turbina Francis Laboratorio di Idraulica G.

15 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO 15 Distributore e Girante di turbina Kaplan

16 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO 16

17 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO 17 Canale per lo studio della zone iporeiche

18 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO Canale per lo studio della turbolenza in presenza di vegetazione 18

19 19 Regime II Q = 13 l/s Δ= = 2 cm d = 20 cm Modello di deflusso su Macroscabrezze Laboratorio di Idraulica G.

20 20 Regime II Q = 7 l/s Δ= = 2 cm d = 40 cm Modello di deflusso su Macroscabrezze Laboratorio di Idraulica G.

21 21 Laboratorio di Idraulica G. Generatore di onde su canale per lo studio dei MOTI ONDOSI

22 Canale per lo Canale per lo studio delle studio delle forme fluviali; forme fluviali; nella fattispecie nella fattispecie è rappresentato il rappresentato il caso dei MEANDRI caso dei MEANDRI 22 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Idraulica, Trasporti ed Infrastrutture Civili

23 23 Modello Laboratorio di erosione di Idraulica attorno G. alle pile dei ponti

24 24 Modello Laboratorio di erosione di Idraulica attorno G. alle pile dei ponti

25 25 Manufatto di materiale incoerente omogeneo (sabbia) Deposito sul paramento di valle durante la formazione del canale della breccia Erosione della breccia e crollo delle sponde Il canale della breccia raggiunge il piede di valle del provino Fenomenologia tipica della colata di detriti Laboratorio di Idraulica G. Manufatto di materiale incoerente assortito (sabbia e ghiaia) Modello di rottura per sormonto di dighe in terra / arginature

26 Manufatto di materiale incoerente assortito (sabbia e polvere di marmo) POLITECNICO DI TORINO 26 Formazione del canale lungo il paramento di valle Erosione della breccia e crollo delle sponde Formazione di numerose piccole brecce ai piedi del manufatto Configurazione a pettine tipica dei materiali coesivi Laboratorio di Idraulica G. Manufatto di materiale incoerente con componente coesiva (sabbia e argilla) Modello di rottura per sormonto di dighe in terra / arginature

27 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO Modello di Griglia per l arresto l delle colate detritiche 27

28 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO Modello di Griglia per l arresto l delle colate detritiche 28

29 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO 29

30 30 Laboratorio di Idraulica G. Modello di opere di scarico dell impianto idroelettrico di Quincinetto

31 31 Laboratorio Modello del di Nodo Idraulica Idraulico G. di Ivrea

32 32 Studio dell idrodinamica dei deflussi di piena nel Fiume Po, in Comune di Casale Monferrato, nel tratto a valle del ponte FS. Loc. Nuova Casale Laboratorio di Idraulica G.

33 33 Studio dell idrodinamica dei deflussi di piena nel Fiume Po, in Comune di Casale Monferrato, nel tratto a valle del ponte FS. Loc. Nuova Casale Laboratorio di Idraulica G.

34 DIGA SUL TORRENTE INGAGNA POLITECNICO DI TORINO 34 DISPOSITIVO DISSIPATORE - Costituito di 10 travi a sezione quadrata L = 1.20 m, poste ad interasse di 6 m Laboratorio di Idraulica G.

35 DIGA SUL TORRENTE INGAGNA POLITECNICO DI TORINO 35 Andamento della corrente nella vasca di dissipazione nel tratto iniziale del Torrente Ingagna - Q reale = 450 m 3 /s senza dissipatore Laboratorio di Idraulica G.

36 DIGA SUL TORRENTE INGAGNA POLITECNICO DI TORINO 36 Andamento della corrente nella vasca di dissipazione nel tratto iniziale del Torrente Ingagna - Q reale = 450 m 3 /s con dissipatore Laboratorio di Idraulica G.

37 Originale della DIGA sul Torrente Ingagna 37 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Idraulica, Trasporti ed Infrastrutture Civili

38 38 Laboratorio di Idraulica G. Modello di Griglia di derivazione Sub-orizzontale

39 Modello di Griglia di derivazione Sub-orizzontale 39 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Idraulica, Trasporti ed Infrastrutture Civili

40 40 Laboratorio di Idraulica G. Modello di Griglia di derivazione Sub-orizzontale

41 41 Laboratorio di Idraulica G. Originale di Griglia di derivazione Sub-orizzontale

42 Accanto al Laboratorio sperimentale trova posto un Laboratorio numerico in cui vengono ricostruiti con appositi modelli matematico-numerici l idrodinamica l dei corsi d acqua d naturali, le conseguenti forme fluviali, i flussi idrici fiume-falde, falde, l influenza l che l oscillazione dei livelli idrici delle acque defluenti ha sull accrescimento della vegetazione riparia, la diffusione di inquinanti ecc. Per completezza di informazione, è doveroso segnalare che il DITIC, di cui il Laboratorio di Idraulica G. Bidone fa parte, è una struttura che si occupa di tutto ciò che concerne l idraulica (meccanica dei fluidi, idraulica fluviale, ambientale, dei mezzi porosi, marittima, idrologia, risorse idriche, costruzioni idrauliche e in particolare di dighe, traverse, acquedotti, fognature, opere portuali, impianti irrigui, ecc.) le strade, ferrovie ed aeroporti (sia nei riguardi dei criteri progettuali sia per i materiali impiegati per p la loro costruzione) ed i trasporti (trasporto di merci e passeggeri, sicurezza e impatto ambientale ecc.). Laboratorio di Idraulica G. 42

43 Laboratorio di Idraulica G. POLITECNICO DI TORINO 43 Stante l ampio l spettro di settori ingegneristici presenti, il DITIC è organizzato in quattro aree culturali: 1) Idraulica 2) Costruzioni Idrauliche e Idrologia 3) Trasporti 4) Strade Per ciascuna di esse sono presenti appositi laboratori di ricerca. Pertanto accanto al suddetto laboratorio di Idraulica trovano posto un centro meteorologico,, un laboratorio per lo studio dei materiali impiegati nella costruzione delle strade ferrovie e aeroporti, e uno di trasporti in cui vengono studiati i materiali impiegati nelle relative infrastrutture.