PARTE 1. Utilizzando i seguenti dati:

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1 PARTE 1 Utilizzando i seguenti dati: - schema dell impianto riportato in figura 1 - proprietà termodinamiche del liquido trasportato (acqua γ H20 = 1000 kg/m 3, µ=10-3 Pa s) - diametro D 1 =450 mm e scabrezza assoluta della condotta di monte ε 1 =0,045 mm - diametro D 2 =150 mm e scabrezza assoluta della condotta di valle ε 2 =0,3 mm si chiede di: - determinare la portata trasportata dalla condotta (Q=137,6 l/s) - determinare il dislivello tra i menischi di mercurio del manometro differenziale ( =239mm) - determinare la sezione a pressione minima (C) e si determini la pressione nel baricentro della stessa (P C =-0,759 bar). - tracciare la linea dei carichi totali e la linea piezometrica, assumendo come orizzontale di riferimento l orizzontale passante per il baricentro della sezione E. Si assuma l imbocco ben raccordato, si trascurino le perdite di carico localizzate dovute alle curve, si trascuri la lunghezza del convergente e si consideri non dissipativo il deflusso attraverso lo stesso. FIGURA 1 Schema del problema, le misure riportate sono espresse in metri

2 50 A B C Quote [m] D Asse condotta H h E X [m] FIGURA 2 Linee dei carichi totali e piezometrica Sezione H (m) h (m) P (bar) A 45,000 44,962 0,487 BM 44,925 44,887 0,479 BV 44,925 41,868 0,183 C 35,319 32,262-0,759 D 12,663 9,606 0,942 E 3,057 0,000 0,000 TABELLA 1 PARTE 2 Utilizzando i seguenti dati: - schema dell impianto riportato in figura 3 - proprietà termodinamiche del liquido trasportato (acqua γ H20 = 1000 kg/m 3, µ=10-3 Pa s) - diametro D 1 =450 mm e scabrezza assoluta della condotta di monte ε 1 =0,045 mm - diametro D 2 =150 mm e scabrezza assoluta della condotta di valle ε 2 =0,3 mm - diametro scabrezza assoluta della condotta a valle della turbina pari a D 1 ed ε 1. - dislivello tra i menischi di mercurio del manometro differenziale =50 mm - rendimento della turbina idraulica η t =0,85

3 si chiede di: - determinare la portata trasportata dalla condotta (Q=62,5 l/s) - calcolare il salto utile in corrispondenza della turbina idraulica ( H T =34,162 m) - determinare la potenza effettiva della turbina idraulica (P T =17,80 kw) - tracciare la linea dei carichi totali e la linea piezometrica, assumendo come orizzontale di riferimento l orizzontale passante per il baricentro della sezione E. Si assuma l imbocco ben raccordato, si trascurino le perdite di carico localizzate dovute alle curve, si trascuri la lunghezza del convergente e si consideri non dissipativo il deflusso attraverso lo stesso. FIGURA 3 Schema del problema, le misure riportate sono espresse in metri

4 50 A B C 40 D EM 30 Quote [m] Asse condotta H h EV F X [m] FIGURA 4 Linee dei carichi totali e piezometrica Sezione H (m) h (m) P (bar) A 45,000 44,992 0,490 BM 44,982 44,975 0,488 BV 44,982 44,345 0,426 C 42,962 42,324 0,228 D 38,198 37,560 3,685 EM 36,178 35,540 3,486 EV 2,015 2,007 0,197 F 2,008 2,000 0,196 TABELLA 2 Parte 3. Le condizioni di funzionamento dell impianto sono modificate a seguito della chiusura parziale della valvola di regolazione della portata posta in corrispondenza della sezione D come in figura 5. Rapporto di strozzamento imposto alla valvola m=0,25. Coefficiente di contrazione Cc=0,61. Il nuovo dislivello fra i menischi del manometro differenziale è pari a =20 mm. Si chiede di:

5 - determinare la nuova portata trasportata nell impianto (Q=39,53 l/s) - calcolare la perdita di carico il corrispondenza della valvola ( H V =7,88 m) - calcolare il salto utile in corrispondenza della turbina idraulica ( H T =31,585 m) - determinare la potenza effettiva della turbina idraulica (P T =10,413 kw) - tracciare la linea dei carichi totali e la linea piezometrica, assumendo come orizzontale di riferimento l orizzontale passante per il baricentro della sezione E. FIGURA 5 Schema del problema, le misure riportate sono espresse in metri

6 50 A B C DM 40 EM 30 DV Quote [m] Asse condotta H h EV F X [m] FIGURA 5 Linee dei carichi totali e piezometrica Sezione H (m) h (m) P (bar) A 45,000 44,997 0,490 BM 44,993 44,990 0,490 BV 44,993 44,738 0,465 C 44,185 43,930 0,386 DM 42,279 42,024 4,123 DV 34,399 34,144 3,350 EM 33,591 33,336 3,270 EV 2,006 2,003 0,196 F 2,003 2,000 0,196 TABELLA 3