| IDRAULICA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Apprendere i principi della meccanica dei fluidi e applicarli ai moti dei fluidi incomprimibili in pressione ed a superficie libera.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Conoscenza dei principi delle fisica e della meccanica, dell'analisi matematica al fine di comprendere i principi del moto dei fluidi e della loro rappresentazione. Capacità di comprendere le fenomenologie che caratterizzano il moto dell'acqua nei moti in pressione ed a superficie libera.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Saper applicare i principi della meccanica dei fluidi per comprendere le forze e le caratteristiche del moto in diversi contesti ambientali. Saper applicare i principi della meccanica dei fluidi per comprendere e modellare il moto dell'acqua nelle condotte in pressione e nei canali a superficie libera.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: L'allievo dovrà saper attingere alle discipline dell'Analisi e della Fisica per saperle applicare in modo deduttivo all'analisi di una amplia classe di fenomeni del moto dei fluidi.
ABILITÀ COMUNICATIVE: L'allievo dovrà saper argomentare in modo deduttivo i principi e le applicazioni idrauliche.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: L'allievo svilupperà la capacità ingegneristica di saper applicare le discipline di base alle applicazioni dell'idraulica mantenendo il rigore scientifico ed al contempo valutandone le implicazioni pratiche ed ingegneristiche.
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Codice
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8039539 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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9
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Settore scientifico disciplinare
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ICAR/01
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Ore Aula
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90
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
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Docente
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FISCHIONE PIERA
(programma)
Argomenti Paragrafi del Marchi-Rubatta
Notazioni e formule impiegate. 1.2 1.5 2.1 2.2 2.3 2.7 2.9 2.10(p) Proprietà dei materiali.
Lo schema di mezzo continuo per i fluidi Derivate sostanziali, teorema del trasporto. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 Equazione di continuità. Tensore degli sforzi, equazioni cardinali ed indefinite del moto. Cinematica dei fluidi Tensore delle velocità di deformazione. 5.1 5.3 5.2 5.5 5.6(p) 5.9 5.10(p) Forma vettoriale dell' accelerazione, traiettorie, linee di corrente e linee di emissione. Potenziali delle velocità e delle accelerazioni, funzioni di corrente, vorticità.
Statica dei fluidi Equazioni della statica dei fluidi. 6.1 6.3 6.4(p) 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 Equilibrio in presenza di forze di massa. Forze idrostatiche contro superfici piane e gobbe. Equilibrio di corpi immersi o galleggianti e relativa stabilità. Strumenti di misura della pressione. Dinamica dei fluidi Equazioni del moto per i fluidi ideali. 7.1 7.3 7.4 7.5(p) 7.6 7.9 8.1 8.2 8.3(p) Teorema di Bernoulli. Condizioni al contorno, limitazioni allo schema, moti baroclinici. Esempi di moti irrotazionali piani.
Tensore degli sforzi ed equazioni del moto dei fluidi viscosi. 9.1(p) 9.2 9.4 9.5 9.6 9.7 Moto in tubi cilindrici, coefficienti di resistenza distribuita. 9.8(p) 9.9(p) 9.10 Moti indotti da scorrimento delle pareti. Moti con basse velocità, il caso della lubrificazione.
Moto turbolento, moto medio e componenti fluttuanti. 10.1 10.2 10.3 10.5 10.6 Equazioni del moto medio, il tensore degli sforzi di Reynolds. Aspetti del moto turbolento medio, distribuzione delle velocità. Equazioni globali della dinamica dei fluidi e loro applicazioni. 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.7 11.12 Correnti e vene rettilinee. Fenomeni di efflusso libero, imbocco di condotte, allargamenti di sezione. Urti di getti. Teorema di Kutta e Joukowsky
Cenni ai problemi di strato limite Genesi della vorticità. Problemi di Rayleigh , di Stokes e di Hiemenz 12.1 12.2 12.3 12.4 12.6 12.7 12.9 12.10 Strato limite laminare. Strato limite turbolento. Separazione dello strato limite
Moto uniforme nelle condotte in pressione. Equazioni e perdite di carico. 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 Leggi di resistenza dei tubi lisci e scabri e dei tubi commerciali. Formule antiche, problemi di progetto e di verifica.
Moto permanente nelle correnti in pressione Variazioni graduali di sezione. Perdite localizzate. 14.1 14.2 14.3 14.4 14.8 Condotta collegante due serbatoi. Sifone. Misuratori di portata. Moto vario nelle correnti in pressione Le equazioni del moto vario di una corrente. da 16.1 a 16.12 Oscillazioni di massa. Oscillazioni elastiche. Equazioni semplificate. Colpo d'ariete. Manovre di chiusura/ apertura. Equazioni di Allievi.
Moto uniforme nelle correnti a pelo libero. Carico specifico e profondità critica. 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 Velocità critica, correnti lente e veloci. Pendenza critica. Coefficiente di resistenza.
Moto permanente nelle correnti a superficie libera Scala di deflusso. 17.9 da 18.1 a 18.5 da 18.10 a 18.12 da 18.15 a 18.18 Equazioni del moto permanente gradualmente variato. Corsi d'acqua naturali, correnti in alveo cilindrico. Profili di corrente in alveo cilindrico declive. Il risalto idraulico. Variazioni di sezione dell'alveo, transizione attraverso lo stato critico: misuratori di portata. Stramazzi.
Moto vario nelle correnti a superficie libera Equazioni del moto. 19.1 19.2 19.7 19.8 19.9 Il caso dei canali rettangolari senza resistenze. Onde di piena, modello cinematico, modello parabolico.
Elementi della teoria della similitudine. Analisi dimensionale. Il principio della omogeneità dimensionale. Il teorema pi-greco. Applicazioni. Il concetto dei modelli e della similitudine. La similitudine geometrica, cinematica e dinamica. Problematiche relative al rispetto della similitudine di Froude e di Reynolds.
 Testo di riferimento: Marchi E., Rubatta A., Meccanica dei Fluidi - Principi e applicazioni idrauliche, UTET, ISBN 88-02-03659-4 (fuori produzione, fotocopie disponibili presso TexMat, possibile eseguire fotocopie da altre fonti)
Testo integrativo consigliato: Citrini D., Noseda G., Idraulica, Casa Editrice Ambrosiana
Elaborati integrativi, testi esercitazioni, testi esami scritti risolti e non risolti disponibili sul sito didattica web di Facoltà - Idraulica.
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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Docente
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SAMMARCO PAOLO
(programma)
Argomenti Paragrafi del Marchi-Rubatta
Notazioni e formule impiegate. 1.2 1.5 2.1 2.2 2.3 2.7 2.9 2.10(p) Proprietà dei materiali.
Lo schema di mezzo continuo per i fluidi Derivate sostanziali, teorema del trasporto. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 Equazione di continuità. Tensore degli sforzi, equazioni cardinali ed indefinite del moto. Cinematica dei fluidi Tensore delle velocità di deformazione. 5.1 5.3 5.2 5.5 5.6(p) 5.9 5.10(p) Forma vettoriale dell' accelerazione, traiettorie, linee di corrente e linee di emissione. Potenziali delle velocità e delle accelerazioni, funzioni di corrente, vorticità.
Statica dei fluidi Equazioni della statica dei fluidi. 6.1 6.3 6.4(p) 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 Equilibrio in presenza di forze di massa. Forze idrostatiche contro superfici piane e gobbe. Equilibrio di corpi immersi o galleggianti e relativa stabilità. Strumenti di misura della pressione. Dinamica dei fluidi Equazioni del moto per i fluidi ideali. 7.1 7.3 7.4 7.5(p) 7.6 7.9 8.1 8.2 8.3(p) Teorema di Bernoulli. Condizioni al contorno, limitazioni allo schema, moti baroclinici. Esempi di moti irrotazionali piani.
Tensore degli sforzi ed equazioni del moto dei fluidi viscosi. 9.1(p) 9.2 9.4 9.5 9.6 9.7 Moto in tubi cilindrici, coefficienti di resistenza distribuita. 9.8(p) 9.9(p) 9.10 Moti indotti da scorrimento delle pareti. Moti con basse velocità, il caso della lubrificazione.
Moto turbolento, moto medio e componenti fluttuanti. 10.1 10.2 10.3 10.5 10.6 Equazioni del moto medio, il tensore degli sforzi di Reynolds. Aspetti del moto turbolento medio, distribuzione delle velocità. Equazioni globali della dinamica dei fluidi e loro applicazioni. 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.7 11.12 Correnti e vene rettilinee. Fenomeni di efflusso libero, imbocco di condotte, allargamenti di sezione. Urti di getti. Teorema di Kutta e Joukowsky
Cenni ai problemi di strato limite Genesi della vorticità. Problemi di Rayleigh , di Stokes e di Hiemenz 12.1 12.2 12.3 12.4 12.6 12.7 12.9 12.10 Strato limite laminare. Strato limite turbolento. Separazione dello strato limite
Moto uniforme nelle condotte in pressione. Equazioni e perdite di carico. 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 Leggi di resistenza dei tubi lisci e scabri e dei tubi commerciali. Formule antiche, problemi di progetto e di verifica.
Moto permanente nelle correnti in pressione Variazioni graduali di sezione. Perdite localizzate. 14.1 14.2 14.3 14.4 14.8 Condotta collegante due serbatoi. Sifone. Misuratori di portata. Moto vario nelle correnti in pressione Le equazioni del moto vario di una corrente. da 16.1 a 16.12 Oscillazioni di massa. Oscillazioni elastiche. Equazioni semplificate. Colpo d'ariete. Manovre di chiusura/ apertura. Equazioni di Allievi.
Moto uniforme nelle correnti a pelo libero. Carico specifico e profondità critica. 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 Velocità critica, correnti lente e veloci. Pendenza critica. Coefficiente di resistenza.
Moto permanente nelle correnti a superficie libera Scala di deflusso. 17.9 da 18.1 a 18.5 da 18.10 a 18.12 da 18.15 a 18.18 Equazioni del moto permanente gradualmente variato. Corsi d'acqua naturali, correnti in alveo cilindrico. Profili di corrente in alveo cilindrico declive. Il risalto idraulico. Variazioni di sezione dell'alveo, transizione attraverso lo stato critico: misuratori di portata. Stramazzi.
Moto vario nelle correnti a superficie libera Equazioni del moto. 19.1 19.2 19.7 19.8 19.9 Il caso dei canali rettangolari senza resistenze. Onde di piena, modello cinematico, modello parabolico.
Elementi della teoria della similitudine. Analisi dimensionale. Il principio della omogeneità dimensionale. Il teorema pi-greco. Applicazioni. Il concetto dei modelli e della similitudine. La similitudine geometrica, cinematica e dinamica. Problematiche relative al rispetto della similitudine di Froude e di Reynolds.
 Testo di riferimento: Marchi E., Rubatta A., Meccanica dei Fluidi - Principi e applicazioni idrauliche, UTET, ISBN 88-02-03659-4 (fuori produzione, fotocopie disponibili presso TexMat, possibile eseguire fotocopie da altre fonti)
Testo integrativo consigliato: Citrini D., Noseda G., Idraulica, Casa Editrice Ambrosiana
Elaborati integrativi, testi esercitazioni, testi esami scritti risolti e non risolti disponibili sul sito didattica web di Facoltà - Idraulica.
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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