IDRAULICA II (1 e 2 modulo)

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1 IDRAULICA II (1 e 2 modulo) Docente: Prof.ssa Claudia Adduce Ricevimento: mercoledì 15:30-16:30 presso il Dipartimento di Scienze dell Ingegneria Civile stanza 1.8 Testi di riferimento: - MR: E.Marchi e A. Rubatta, Meccanica dei fluidi (principi e applicazioni idrauliche), UTET - CN: D. Citrini e G. Noseda, Idraulica, Casa Editrice Ambrosiana - SH: J.J. Sharp, Hydraulic Modelling, Butterworths - LP: S. Longo & M. Petti, Misure e controlli idraulici, Mc Graw-Hill - PD: G. Pulci Doria, Metodologie moderne di misure idrauliche e idrodinamiche, Cuen Sito del docente: Links utili: PROGRAMMA SINTETICO DEL CORSO IDRAULICA II (1 modulo) Moto vario correnti in pressione - Sistema di equazioni differenziali per lo studio del moto vario elastico; Colpo d ariete; Equazioni concatenate di Allievi; Sistema di equazioni del moto vario d insieme; Oscillazioni in un tubo ad U; Oscillazioni nei pozzi piezometrici; Casse d aria. MR: 16.1; 16.2; 16.6; 16.7; 16.8; 16.9; 16.10; 16.11; 16.12; CN: 9.1; 9.2; 9.3.2; 5.6; (fino a pag. 336); (fino a pag. 344); (fino a pag. 352) Moto permanente correnti a superficie libera - Equazione dei profili di rigurgito; risalto idraulico; tracciamento di profili di rigurgito; moto permanente localizzato dovuto a soglie di fondo o pile di ponti. MR: 18.1; 18.3; 18.4; 18.5; 18.10; 18.11; 18.12; 18.13; CN: 10.1; 10.6; 10.7; 10.8 (fino a pag.415); 10.9 Moto vario correnti a superficie libera - Equazioni di De Saint Venant; Le onde di piena; il modello cinematico; il modello parabolico. MR: 19.1; 19.2; 19.7; 19.8; 19.9 Teoria dei modelli - Teorema di Buckingham; Similitudine geometrica, cinematica e dinamica; Numeri di Froude e Reynolds; Scale delle lunghezze, velocità, portate e tempi; Scale distorte SH: 2 (pag 11-22); 3 (pag ); 5 (pag )

2 PROGRAMMA SINTETICO DEL CORSO IDRAULICA II (2 modulo) Elementi di teoria degli errori - Classificazione degli errori; distribuzione Gaussiana degli errori accidentali; errore assoluto e relativo; propagazione degli errori. LP: 1.3; 1.3.1; 1.3.2; 1.3.3; (pag. 9-20) Strumenti di misura - Misure di livello: misuratori a punta idrometrica, aste idrometriche, misuratori capacitivi e acustici. LP: 3.1.3; (95-99); PD: Cap 5 (pag ); Cap 6 ( ; e ) - Misure di pressione: piezometro; manometro semplice, differenziale, inclinato, a rami multipli e Bourdon; sonde resistive, capacitive e piezoelettriche. LP: ( );3.2.4 ( ); PD: Cap 7 ( ); - Misure di velocità: tubo di Pitot, mulinello idraulico, anemometro a filo e film caldo, anemometro laser Doppler, visualizzazioni, Particle Tracking Velocimetry, Particle Image Velocimetry. LP: 4.1( ); 4.2 e ( ); PD: Cap. 8 ( ); Cap 9 ( e ( ); Cap. 10 ( ); - Misure di portata volumetrica: misuratori meccanici, venturimetri e canali Venturi, misuratori magnetici e ad ultrasuoni LP: 5.4; 5.4.1; ( ); 6.1; ( ) PD: Cap 11 ( e ); Cap 12 ( e )

3 PROGRAMMA DETTAGLIATO DEL CORSO LEZIONE 1 6/10/ Richiami regimi di moto e correnti in pressione in moto uniforme e permanente - Introduzione moto vario (elastico e d insieme) correnti in pressione - Fenomenologia del moto vario elastico per il sistema condotta-serbatoio - Decomposizione delle grandezze turbolente nel moto vario - Definizione di celerità di una perturbazione MR: 16.2; 16.6 CN: 9.1; 9.2; LEZIONE 2 7/10/ Equazione di continuità per le correnti - Moto vario elastico: equazione di conservazione della massa - Moto vario elastico: equazione di bilancio della quantità di moto - Sistema semplificato di equazioni differenziali per il moto vario elastico MR: 16.1; 16.7; 16.8 LEZIONE 3 13/10/ Sistema semplificato delle equazioni di moto vario elastico (Equazioni di D Alambert) - Soluzioni del sistema e calcolo delle celerità delle perturbazioni - Condizioni al contorno, durata di fase - Manovra di chiusura rapida e lenta - Variazione lineare della velocità e legge di chiusura lineare dell otturatore MR: 16.9; 16.10; 16.1 LEZIONE 4 14/10/ Equazioni concatenate di Allievi - Introduzione al moto vario d insieme nelle correnti in pressione - Sistema di equazioni per il moto vario d insieme - Applicazione numerica delle equazioni concatenate di Allievi e del metodo alle caratteristiche - Filmato: colpo d ariete MR: CN: 5.6 LEZIONE 5 20/10/ Oscillazioni in un tubo ad U - Introduzione alle oscillazioni nei pozzi piezometrici CN: (fino a pag. 336) LEZIONE 6 21/10/ Oscillazioni nei pozzi piezometrici - Casse d aria CN:9.4.2 (fino a pag. 344); (fino a pag. 352)

4 LEZIONE 7 27/10/ Richiami correnti a superficie libera moto uniforme - Introduzione al moto vario per le correnti a superficie libera lineari - Equazione di bilancio della quantità di moto per correnti a superficie libera in moto vario (equazione di De Saint Venant) - Equazione di continuità per correnti a superficie libera in moto vario MR: 18.1; 19.1; 19.2 CN: 10.1 LEZIONE 8 3/11/ Celerità di una perturbazione per correnti a superficie libera - Esercitazione sulle correnti a superficie libera moto uniforme - Introduzione moto permanente lineare per correnti a superficie libera: equazione di bilancio della quantità di moto (equazione dei profili di rigurgito) e continuità LEZIONE 9 3/11/ Correnti a superficie libera in moto permanente: equazione dei profili di rigurgito - Tracciamento dei profili di rigurgito per alvei a debole pendenza - Tracciamento dei profili di rigurgito per alvei a forte pendenza - Tracciamento dei profili di rigurgito per alvei a pendenza critica - Tracciamento dei profili di rigurgito per alvei a pendenza nulla - Tracciamento dei profili di rigurgito per alvei acclivi. - Introduzione al risalto idraulico - Filmati risalto idraulico MR: 18.3; 18.4; 18.5 CN: 10.6 LEZIONE 10 4/11/ Correnti a superficie libera in moto permanente: il risalto idraulico - Esercitazione sul risalto idraulico MR: 18.10; 18.11; 18.12; CN: 10.7 LEZIONE 11 10/11/ Applicazione 1a: cambiamento di pendenza - Applicazione 1b: cambiamento di pendenza - Applicazione 2a: passaggio attraverso una paratoia in alveo a debole pendenza - Applicazione 2b: passaggio attraverso una paratoia in alveo a forte pendenza CN: 10.8 (fino a pag.415); LEZIONE 12 10/11/ Moto permanente localizzato - Applicazione 3: passaggio su una soglia di piccola altezza - Applicazione 4a: passaggio su una soglia di grande altezza in alveo a debole pendenza - Applicazione 4b: passaggio su una soglia di grande altezza in alveo a forte pendenza

5 - Applicazione 5: passaggio attraverso pile di ponte (5a piccola variazione di sezione; 5b grande variazione di sezione in alveo a debole pendenza; 5c grande variazione di sezione in alveo a forte pendenza) - Applicazione 6: deflusso da stramazzo laterale - Esercitazione: corrente che investe una soglia MR: CN: 10.9 LEZIONE 13 11/11/ Le onde di piena - Il modello cinematico - Il modello parabolico MR: 19.7; 19.8; 19.9 LEZIONE 14 17/11/ Introduzione all analisi dimensionale - Dimensioni fondamentali - Teorema di Bukingam (o teorema Π) - Applicazione del teorema di Bukingam SH 2 LEZIONE 15 17/11/ Applicazione del teorema di Bukingam - Teoria della similitudine (geometrica, cinematica e dinamica) - Numeri adimensionali (Froude, Reynolds, Eulero) SH 3 LEZIONE 16 18/11/2008 ULTIMA LEZIONE DEL 1 MODULO - Scale delle lunghezze, velocità, portate e tempi in similitudine di Froude e Reynolds - Scale distorte - Applicazione della teoria della similitudine: modellazione di una barca SH 5 LEZIONE 17 24/11/2008 PRIMA LEZIONE DEL 2 MODULO - Introduzione alla teoria degli errori - Classificazione degli errori - Distribuzione Gaussiana degli errori accidentali - Errore assoluto e relativo LP: 1.3; 1.3.1; 1.3.2; LEZIONE 18 24/11/ Propagazione degli errori - Introduzione agli strumenti di misura (meccanici ed elettronici) - Caratteristiche degli strumenti di misura - Misure di livello (punta e asta idrometrica, misuratori acustici e capacitivi) LP: 1.3.4; 3.1.3; 3.1.4

6 PD: Cap 5 (pag ) LEZIONE 19 25/11/ Misure di pressione (piezometro, manometro semplice e differenziale, inclinato, a rami multipli e Bourdon; sonde resistive, capacitive e piezoelettriche) LP: ( );3.2.4 ( ). PD: Cap 7 ( ). LEZIONE 20 01/12/ Misure di velocità (tubo di Pitot e mulinello idraulico) - Anemometro a filo e film caldo (funzionamento a corrente costante e a temperatura costante) LP: 4.1( ); 4.2 e ( ). PD: Cap. 8 ( ); Cap 9 ( e ( ). LEZIONE 21 01/12/ Anemometro Laser Doppler - Velocimetria ad ultrasuoni (UVP e ADV) PD: Cap. 10 ( ) LEZIONE 22 02/12/ Misuratori di portata volumetrica (misuratori meccanici, venturimetri e canali Venturi, misuratori magnetici e ad ultrasuoni) LP: 5.4; 5.4.1; ( ); 6.1; ( ) PD: Cap 11 ( e ); Cap 12 ( e ) LEZIONE 23 09/12/ Misure di velocità mediante analisi di immagini: visualizzazioni, Particle Tracking Velocimetry, Particle Image Velocimetry. LEZIONE 24 15/12/ Introduzione alla visita di laboratorio - Visita di laboratorio