Esercizi completi Costruzioni idrauliche e appunti

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Esame Costruzioni idrauliche

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. De Marinis Giovanni

Università Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale

A.A. 2022-2023

66 pagine

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31 GENNAIO 2022

Il sistema acquedottistico illustrato in figura sarà costituito da una condotta elevatoria in acciaio senza saldatura con semplice bitumatura interna, avente lunghezza L = 4000 m. Il dislivello geodetico tra i peli liberi dei serbatoi di partenza e d'arrivo, considerati a livello invariabile, sarà pari a H_G = 50 m. La portata da convogliare sarà pari a Q_B = 55 l/s.

Si dimensioni la condotta premente e si valuti la potenza minima del gruppo di pompaggio. Per la progettazione si faccia riferimento ai seguenti dati:

Di [mm]
100
150
200
250
300
350
400
450
500

Costo unitario [€/m]
55
70
85
100
115
130
145
150
175

Costo pompe, apparecchiature e opere civili = 1500 €/kW
Costo energia elettrica = 0.29 €/kWh
Vita utile dell'opera = 30 anni
Tasso di interesse i = 0.03
Funzionamento continuo nelle 24 ore
Rendimento delle pompe η = 0.85
Costo annuo della manutenzione = 2% del costo d’impianto

Per il calcolo delle perdite di carico in condotta si faccia riferimento alla formula di Scimemi-Veronese (j = 0.00145 Q^1.82 D^-4.71), considerando per la condizione di tubi usati un coefficiente di invecchiamento pari a 1.4.

Il sistema acquedottistico illustrato in figura sarà costituito da una condotta elevatoria in acciaio senza saldatura con semplice bitumatura interna, avente lunghezza L = 4000 m. Il dislivello geodetico tra i peli liberi dei serbatoi di partenza e d'arrivo, considerati a livello invariabile, sarà pari a H_g = 50 m. La portata da convogliare sarà pari a Q_e = 55 l/s.

Si dimensioni la condotta premente e si valuti la potenza minima del gruppo di pompaggio. Per la progettazione si faccia riferimento ai seguenti dati:

Costo tubazione

Di [mm] Costo unitario [€/m] 100 55 150 70 200 85 250 100 300 115 350 130 400 145 450 150 500 175

Costo pompe, apparecchiature e opere civili = 1500 €/kW
Costo energia elettrica = 0.29 €/kWh
Vita utile dell'opera = 30 anni
Tasso di interesse i = 0.03
Funzionamento continuo nelle 24 ore
Rendimento delle pompe η = 0.85
Costo annuo della manutenzione = 2% del costo d'impianto

Per il calcolo delle perdite di carico in condotta si faccia riferimento alla formula di Scimemi-Veronese (j = 0.00145 Q_1.82 D^-4.71), considerando per la condizione di tubi usati un coefficiente di invecchiamento pari a 1.4.

L = 4000 mH_g = 50 mQ_e = 0.055 m³/s

Coeff. invecchiamento = 1.4η = 0.85

Dimensionamento condotta premente

0.6 < V (m/s) < 1.2

D = √(4⋅Q/π⋅V) → V = 4⋅Q/π⋅D²

D₂= √(4⋅0.055/π⋅0.6) → D₁ = 0.341 m

D₂= √(4⋅0.055/π⋅1.2) → D₂ = 0.241 m

quindi 250 - 300 - 350

D₁ = 0.25 m

ΔH = 1.4⋅0.00445⋅(0.055/0.25)^1.82⋅4000 → ΔH_z = 28.36 m

H_m = 50 + 28.36 → H_m = 78.36 m

P₁ = 9.81⋅0.055⋅78.36/0.85 → P₁ = 49.74 kW

D₂ = 0.3 m

ΔH₂ = 1.4⋅0.00445⋅(0.055/0.3)^1.82⋅4000 → ΔH_z = 12.02 m

H_m = 62.02 m

P₂ = 9.81⋅0.055⋅62.02/0.85 → P₂ = 39.37 kW

D₃ = 0.35 m

ΔH₃ = 1.4⋅0.00445⋅(0.055/0.35)^1.82⋅4000 → ΔH_z = 5.81 m

H_m = 55.81 m

P₃ = 9.81⋅0.055⋅55.81/0.85 → P₃ = 35.43 kW

Costo Impianto

C_i1 = 100 €/mq · 4000mq + 1500 €/kW · 49,97 kW ➔ C_i1 = 474610 €

C_i2 = 115 €/mq · 4000mq + 1500 €/kW · 39,37 kW ➔ C_i2 = 519055 €

C_i3 = 130 €/mq · 4000mq + 1500 €/kW · 35,43 kW ➔ C_i3 = 543145 €

r = (1+i)ⁿ · i / (1+i)ⁿ - 1 ➔ i = 0,03 ➔ r = (1+0,03)³⁰ · 0,03 / (1+0,03)³⁰ - 1 ➔

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