L'insegnamento ha lo scopo di fornire le conoscenze di base delle proprietà dei fluidi comprimibili e incomprimibili e del loro comportamento. In particolare sono forniti gli strumenti di base necessari per affrontare problemi dell'idraulica quali il calcolo delle spinte dei fluidi in condizioni statiche o dinamiche e lo studio del moto dei fluidi reali nei sistemi di condotte in pressione.

Conoscenza delle proprietà dei fluidi comprimibili e incomprimibili.
Conoscenza dei principi di funzionamento degli strumenti di misura delle proprietà statiche cinematiche e dinamiche dei fluidi
Conoscenza delle problematiche relative al moto dei fluidi
Conoscenza delle tecniche di progettazione e verifica delle condotte in pressione in moto permanente
Capacità di effettuare il dimensionamento di condotte
Capacità di calcolo delle spinte dei fluidi sulle superfici.

Conoscenze di analisi matematica (equazioni differenziali, integrali) e delle nozioni di fisica relative alle grandezze meccaniche.

Obiettivi dell'insegnamento

L'insegnamento si propone di fornire gli elementi per il proporzionamento dei recipienti destinati a contenere fluidi e per il dimensionamento delle condotte di convogliamento. Seppur il corso abbia un approccio applicativo ai diversi problemi, si cerca comunque di dare un buon fondamento teorico ai risultati. Il corso sarà articolato in lezioni (circa 30 ore) ed esercitazioni (circa 20 ore) di cui alcune svolte in laboratorio.

Programma

I fluidi e le loro caratteristiche: definizione di fluido; i fluidi come sistemi continui; grandezze della meccanica dei fluidi e unità di misura; proprietà fisiche; regimi di movimento; sforzi nei sistemi continui.
Statica dei fluidi: equazione indefinita della statica dei fluidi; equazione globale dell’equilibrio statico; statica dei fluidi pesanti incomprimibili; misura delle pressioni; spinta su superfici piane; spinta su superfici curve; spinta su corpi immersi.
Cinematica dei fluidi: impostazione euleriana e lagrangiana; velocità e accelerazione; equazione di continuità; equazioni si stato; tipi di movimento.
Equazione di equilibrio locale per un fluido reale in movimento; equazione globale di equilibrio per un fluido reale in movimento.
Dinamica dei fluidi perfetti: equazioni di Eulero; equazione globale di equilibrio per un fluido perfetto; teorema di Bernoulli; applicazione ad alcuni processi di efflusso; estensione del teorema di Bernoulli ad una corrente; venturimetri e boccagli; integrazione delle equazioni di Eulero ad un volume finito.
Moto dei fluidi reali: esperienza di Reynolds. Correnti in pressione: moto uniforme; moto laminare; cenni sulle caratteristiche generali del moto turbolento; sforzi tangenziali e turbolenti; moto nei tubi lisci e nei tubi scabri; diagramma di Moody; formule pratiche; perdite di carico localizzate. Lunghe condotte: schemi pratici; problemi idraulicamente indeterminati e criteri di economia. Problemi di progetto di una rete chiusa per acquedotto. Metodo di Cross per la verifica delle reti chiuse: teoria e applicazioni.
Possibili tracciati altimetrici di una lunga condotta. Criteri di economia negli impianti di sollevamento. Regolazione delle portate mediante serbatoi.

Laboratori e/o esercitazioni

Le esercitazioni in aula tratteranno problemi pratici attinenti agli argomenti svolti a lezione e l’allievo svolgerà esercizi e calcoli esemplificativi.
Nelle esercitazioni di laboratorio l’allievo studierà alcuni fenomeni trattati a lezione fondamentali relativi alla foronomia e alle perdite di carico nelle condotte.

Libro di testo

D. Citrini, G. Noseda - IDRAULICA - Casa editrice CEA, Edizione 1987


Libri di consultazione

A. Ghetti - IDRAULICA - Casa editrice CORTINA (Padova), Edizione 1996

E. Marchi, A. Rubatta - MECCANICA DEI FLUIDI - Casa editrice UTET, Edizione 1981