MOTO VARIO ELASTICO NELLE CONDOTTE IN PRESSIONE ESERCIZIO N. 6.A CONDOTTA SEMPLICE CON CONDIZIONI SULLA VELOCITÀ A VALLE

Documenti analoghi
MOTO PERMANENTE NELLE CONDOTTE IN PRESSIONE: PERDITE DI CARICO ESERCIZIO N. 7.A

Moto vario nelle correnti in pressione

FENOMENI DI MOTO VARIO PRESSIONE

ANALISI A MOTO VARIO, MODELLAZIONE NUMERICA E RIPRISTINO DAL DANNEGGIAMENTO DI UNA CONDOTTA IN CALCESTRUZZO A SERVIZIO DI UNA CENTRALE IDROELETTRICA

Corso di Laurea Ingegneria Civile e Ambientale

Corso di Laurea Ingegneria Civile e Ambientale. Colpo d ariete e cassa d aria Esercitazioni

Corso di Formazione Pompaggio nei sistemi di fognatura Rimini, 5 novembre 2015

Perdite di carico in tubi cilindrici (i.e. correnti in pressione)

Appunti di Meccanica dei Fluidi M. Tregnaghi

Figura 1. Figura 2. B 170 m s.l.m.

Corso di Idraulica ed Idrologia Forestale

Corso di Laurea Ingegneria Civile e Ambientale

COMPITO DI MECCANICA DEI FLUIDI del 12 gennaio 2007

- Corso di Costruzioni idrauliche E.A.

IDRAULICA STUDIA I FLUIDI, IL LORO EQUILIBRIO E IL LORO MOVIMENTO

Stefano Mambretti. Fenomeni di moto vario nelle correnti in pressione

Bilanci macroscopici. Esercizi dal libro Fenomeni di Trsporto, Bird, Stewart, Lightfoot

Corsi di laurea di I livello: Scienze e tecnologie agrarie Gestione tecnica del territorio agroforestale e sviluppo rurale

PERDITE DI CARICO CONTINUE

Giovanna Grossi PROTEZIONE DAL COLPO D ARIETE

Giovanna Grossi L ATTENUAZIONE DEL COLPO D ARIETE

Nome del 26 febbraio 2013

IDRAULICA 2 modulo. Ricevimento: mercoledì 14:30-15:30 presso il Dipartimento di Scienze dell Ingegneria Civile, via Vito Volterra 62, stanza 1.

Laboratorio di Fluidodinamica delle Macchine Impianto Prova Valvole di Sicurezza in Acqua

Idrodinamica prova scritta 12/03/ Compito A

SCHEDA 1 PORTATA DI UNA CONDOTTA

I D R O S T A T I C A

Parte B- Perdite di carico nelle condotte degli impianti

Corso di Componenti e Impianti Termotecnici RETI DI DISTRIBUZIONE PERDITE DI CARICO CONTINUE

Modello del moto vario nelle correnti a superficie libera

Laboratorio di Idraulica Applicata. LIA 2013 Laboratorio di Idraulica Applicata 1

COMPITO DI MECCANICA DEI FLUIDI del 29 gennaio olio. acqua. γ o = 8.0 kn/m 3. γ = 9.8 kn/m3. Cognome. Nome Matricola Docente TEMA 1

Meccanica delle Terre Geotecnica Prova scritta di esame

COMPITO DI MECCANICA DEI FLUIDI del 12 gennaio 2005

Calcolo idraulico dell impianto INDICE

Corso di Idraulica Agraria ed Impianti Irrigui

Corsi di laurea di I livello: Scienze e tecnologie agrarie Gestione tecnica del territorio agroforestale e sviluppo rurale

Esercizi di Esame.mcd (1/8)

UGR Diffusore ad ugello orientabile per lunghe gittate

Facoltà di Farmacia - Anno Accademico A 18 febbraio 2010 primo esonero

REGIONE BASILICATA COMUNITA MONTANA CAMASTRA - ALTO SAURO (POTENZA)

Equazione di Bernoulli (II)

Diffusori quadrati a schermo bombato con ugelli regolabili SINUS-A

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE BIOLOGICHE Prova scritta di FISICA 30 gennaio 2012

COMPITO DI IDRAULICA (IAT) Nome

Relazione Tecnica Specialistica : progetto rete idrica antincendio

COSTRUZIONI IDRAULICHE

Effetti dell approssimazione di portata equivalente per una condotta distributrice

Appunti di Meccanica dei Fluidi M. Tregnaghi

FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE, A.A. 2007/2008 Appello straordinario del 28 maggio 2008

IDRAULICA II (1 e 2 modulo)

Corso di Idraulica ed Idrologia Forestale

Dinamica dei Fluidi. Moto stazionario

è completamente immerso in acqua. La sua

Fig. 1: planimetria della zona studiata

La portata in uscita viene calcolata moltiplicando la velocità per l area della luce e per il coefficiente di contrazione, nel modo seguente:

Diffusori quadrati a schermo piatto con ugelli regolabili SINUS-G

Diffusori quadrati a schermo piatto per pannello 600x600 SINUS-F

18/06/2009. F =σ S F 1 F 2. Unità di misura della tensione: [N/mm 2 ] 1 [N/mm 2 ] = 1 [MPa]

4. Su di una piattaforma rotante a 75 giri/minuto è posta una pallina a una distanza dal centro di 40 cm.

Idraulica e Idrologia: Lezione 16 Agenda del giorno

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BRESCIA Facoltà di Ingegneria

Laboratorio di Impianti Chimici

Fisica Generale II (prima parte)

Esercizi sulle Macchine Operatrici Idrauliche

Test Esame di Fisica

Esercitazione di Meccanica dei fluidi con Fondamenti di Ingegneria Chimica. Scambio di materia (II)

Diffusori lineari a feritoia HELLA-A

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA FACOLTÀ DI INGEGNERIA MODULO DIDATTICO N 5

Crollo istantaneo di una diga di ritenuta

Relazione Idraulica. 1. Premessa. 2. Derivazione delle acque

Fissata una riserva pari a 12 ore, dimensionare il volume del serbatoio cittadino.

Dimensionamento rete aria compressa. Impianti Industriali

Fondamenti di idraulica correnti Giancarlo Dalla Fontana Università di Padova A.A. 2013/2014

VII ESERCITAZIONE - 29 Novembre 2013

UJF Diffusore orientabile per lunghe gittate

FALDE ACQUIFERE. ACQUIFERO NON CONFINATO (LIBERO) è LIMITATO SOLO INFERIORMENTE da strati impermeabili

5. Esercitazione 5: Dimensionamento del primo stadio di una turbina assiale

OPERE DI RAZIONALIZZAZIONE E OTTIMIZZAZIONE DELLA RETE DI ADDUZIONE DEL SISTEMA IRRIGUO DEL BASSO MOLISE. Calcoli idraulici

RELAZIONE IDROLOGICA IDRAULICA

Esame svizzero di maturità Inverno 2015 SCIENZE SPERIMENTALI FISICA

1 PREMESSA. Quadrilatero Marche-Umbria Maxilotto 1 1 Sublotto 2.1

RELAZIONE DIMENSIONAMENTO IMPIANTO IDROELETTRICO

Le valvole e il moto nei condotti di aspirazione e scarico (da G. Ferrari, Motori a Combustione Interna)

Le reti di distribuzione

Diffusori lineari con ugelli regolabili SINUS-D

Compito di Fisica II del 14/09/2009

Sussidi didattici per il corso di PROGETTAZIONE, COSTRUZIONI E IMPIANTI. Prof. Ing. Francesco Zanghì ELEMENTI DI IDRAULICA AGGIORNAMENTO 26/11/2013

Esercizio (tratto dal Problema 1.6 del Mazzoldi)

S420 Diffusori ad alta induzione

Fondamenti di Meccanica Esame del

Calcolo delle perdite di carico

Moto vario nelle correnti a superficie libera Nozione elementare di onda In termini generali un'onda consiste nella propagazione di un segnale

Secondo Appello Estivo del corso di Fisica del

COORDINAMENTO NAZIONALE

Esercitazione 3. Esercizio 1

PER ESERCITARSI Parte 2. Esercizi su Corpo rigido, variabili angolari, momenti, fluidi, termodinamica

Prof. Ernesto Trinaistich

La distribuzione delle pressioni all interno di un fluido in quiete, pesante e incomprimibile, è governata da:

Transcript:

MOTO VARIO ELASTICO NELLE CONDOTTE IN PRESSIONE ESERCIZIO N. 6.A CONDOTTA SEMPLICE CON CONDIZIONI SULLA VELOCITÀ A VALLE Una condotta a sezione circolare di diametro D e lunghezza L (fig. 1) trasporta acqua alla temperatura ambiente. All estremità di valle di questa condotta è disposto un convergente (fig. 1) che può essere chiuso da un otturatore seguendo le leggi dettagliate di seguito. La condotta è alimentata da un serbatoio la cui capacità è ammessa infinita. Dati del problema: - proprietà termodinamiche del liquido trasportato (ρ = 1 kg/m 3, ν = 1 1-6 m 2 /s); - caratteristiche geometriche ed idrauliche della condotta (fig. 1; L = 2 m; D = 4 mm; ε =.8 mm); - celerità di colpo d ariete nella condotta (c = 1 m/s); - diametro dell ugello ( = 5 mm) che risulta interamente aperto nelle condizioni precedenti la manovra; - coefficiente di contrazione e coefficiente di velocità della luce di efflusso (C c = C v = cost = 1); - dislivello tra pelo libero del serbatoio ed asse della condotta (h = 1 m). n.b. Si ammettano trascurabili le dissipazioni energetiche e le altezze cinetiche nella condotta (si confondano cioè le quote piezometriche con i carichi totali). a) si calcoli la portata fluente nel sistema nelle predette condizioni (Q = 86.972 l/s); b) si calcoli la velocità media all interno della condotta (V =.6921 m/s); c) si calcoli la portata nelle stesse condizioni di cui al punto a) ma tenendo conto delle perdite di carico (Q = 85.722 l/s, V =.6822 m/s); si verifichi in tal modo la ragionevolezza dell ipotesi iniziale di dissipazioni energetiche ed altezze cinetiche trascurabili; si traccino quindi, in questo caso, la linea piezometrica e quella dei carichi totali. 1. MANOVRA DI CHIUSURA ISTANTANEA Partendo dalla condizione iniziale V = V (calcolata al precedente punto b) ed h = h in tutte le sezioni della condotta, si immagini di chiudere completamente l otturatore in un lasso di tempo infinitesimo. Utilizzando il metodo delle caratteristiche si chiede di: 1

d) rappresentare l andamento della quota piezometrica in funzione del tempo nella sezione terminale della condotta (h = h(l,t) - fig. 2) e di calcolare h max e h min ; ( h max = 7.55 m; h min = -7.55 m (formula di Allievi)); e) calcolare, nella sezione posta a 4 m dall imbocco, ad otto secondi dalla chiusura, la quota piezometrica e la velocità (h(4 m, 8s) = h = 1 m; V(4 m, 8s) = V =.6921 m/s; h(4 m, t) fig. 3; V(4 m, t) fig. 4). 2. MANOVRA DI CHIUSURA BRUSCA Partendo dalla condizione iniziale V = V (calcolata al precedente punto b) ed h = h in tutte le sezioni della condotta, si immagini di chiudere l otturatore in un intervallo di tempo pari a T c = 3 s; si assuma quindi variazione lineare della velocità nella sezione terminale della condotta [cioè, V(L,t) = V (1-(t/T c )) per t T c e V(L,t) = per t > T c ]. Utilizzando il metodo delle caratteristiche si chiede di: f) rappresentare l andamento della quota piezometrica in funzione del tempo nella sezione terminale della condotta (h = h(l,t) - fig. 5) e di calcolare h max e h min ; ( h max = 7.55 m; h min = -7.55 m, come al precedente punto d); g) calcolare, nella sezione posta a 4 m dall imbocco, ad otto secondi dall avvio della manovra di chiusura, la quota piezometrica e la velocità (h(4 m, 8s) = 81.17 m; V(4 m, 8s) =.231 m/s; h(4 m, t) fig. 6; V(4 m, t) fig. 7). 3. MANOVRA DI CHIUSURA LENTA Partendo dalla condizione iniziale V = V (calcolata al precedente punto b) ed h = h in tutte le sezioni della condotta, si immagini di chiudere l otturatore in un intervallo di tempo pari a T c = 1 s; si assuma quindi (come al precedente punto 2.) variazione lineare della velocità nella sezione terminale della condotta. Utilizzando il metodo delle caratteristiche si chiede di: h) rappresentare l andamento della quota piezometrica in funzione del tempo nella sezione terminale della condotta (h = h(l,t) - fig. 8) e di calcolare h max e h min ; ( h max = 28.22 m (formula di Michaud ); h min = -14.11 m); i) calcolare, nella sezione posta a 4 m dall imbocco, ad otto secondi dall avvio della manovra di chiusura, la quota piezometrica e la velocità (h(4 m, 8s) = 1 m; V(4 m, 8s) =.138 m/s; h(4 m, t) fig. 9; V(4 m, t) fig. 1). 2

h D Ø L fig. 1. Schema dell'impianto e particolare del convergente di valle (l'organo otturatore non è mostrato in figura). 3

18 16 14 12 1 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 otturatore fig. 2. Andamento della funzione h=h(l,t) per manovra di chiusura istantanea. 4

18 16 14 12 1 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 x=4 fig. 3. Andamento della funzione h=h(4m,t) per manovra di chiusura istantanea..8.6.4.2 V (m/s) -.2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 -.4 -.6 -.8 x=4 fig. 4. Andamento della funzione V=V(4m,t) per manovra di chiusura istantanea. 5

18 16 14 12 1 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 otturatore fig. 5. Andamento della funzione h=h(l,t) per manovra di chiusura brusca, con T c = 3 s. 6

18 16 14 12 1 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 x=4 m fig. 6. Andamento della funzione h=h(4m,t) per manovra di chiusura brusca, con T c = 3 s..8.6.4.2 V (m/s) -.2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 -.4 -.6 -.8 x=4 m fig. 7. Andamento della funzione V=V(4m,t) per manovra di chiusura brusca, con T c = 3 s. 7

18 16 14 12 1 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 otturatore fig. 8. Andamento della funzione h=h(l,t) per manovra di chiusura lenta, con T c = 1 s. Si noti come il massimo di h (il cui valore è fornito dalla formula di Michaud) sia raggiunto all istante 2L/c (4 s). 8

18 16 14 12 1 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 x=4 m fig. 9. Andamento della funzione h=h(4m,t) per manovra di chiusura lenta, con T c = 1 s..8.6.4.2 V (m/s) -.2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 -.4 -.6 -.8 x=4 m fig. 1. Andamento della funzione V=V(4m,t) per manovra di chiusura lenta, con T c = 1 s. 9