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Le tubazioni per acquedotti
Costruzioni Idrauliche
Lezione V - Le tubazioni per acquedotti
Tubazioni lapidee
I giunti più utilizzati sono a bicchiere o a manicotto.
GIUNTI A BICCHIERE
Costruzioni Idrauliche
Lezione V - Le tubazioni per acquedotti
Tubazioni lapidee
GIUNTI A MANICOTTO
Costruzioni Idrauliche
Lezione V - Le tubazioni per acquedotti
Tubazioni in materiale plastico
Le tubazioni in materiale plastico di uso più frequente sono quelle in PVC (cloruro di polivinile), in PEad (polietilene ad alta densità) ed in PRFV (vetroresina).
I vantaggi di tali materiali sono la leggerezza, la resistenza alla corrosione, la bassa scabrezza, la perfetta impermeabilità.
Gli svantaggi sono la poca resistenza meccanica e il suo ulteriore decadimento nel tempo e al crescere della temperatura, nonché l'eccessiva deformabilità.
Costruzioni Idrauliche
Lezione V - Le tubazioni per acquedotti
Tubazioni in PVC
Le tubazioni in PVC rispondono alle norme UNI 7441/75 e 7442/75.
che nedefiniscono i diametri (fino a DN 600), gli spessori e le pressioni nominali(fino a PN 16).Le giunzioni sono realizzate a bicchiere con elastomero o con incollaggio. Costruzioni Idrauliche Lezione V – Le tubazioni per acquedotti Tubazioni in PEad Le tubazioni in PEad rispondono alle norme UNI 7611/76, 7612/76, 7615/76 e 7616/76 che ne definiscono i diametri(fino a DN 1000), gli spessori e le pressioni nominali (fino a PN 30).Le giunzioni sono realizzate: • per saldatura testa a testa; • a bicchiere saldato; • a manicotto; • a collare; • a flangia. Costruzioni Idrauliche Lezione V – Le tubazioni per acquedotti Tubazioni in PRFV Le tubazioni in PRFV presentano notevoli caratteristiche meccaniche, grazie alle fibre di vetro, che vengono avvolte insieme alla resina termoindurente intorno ad un mandrino rotante. Costruzioni Idrauliche Lezione V – Le tubazioni per acquedotti Tubazioni in PRFV Le tubazioni in PRFV rispondono alla norma UNI 9032/88. I diametriLe tubazioni nominali arrivano fino a DN 4000, le pressioni nominali fino a PN 25.
Le giunzioni sono realizzate:
- a bicchiere;
- a manicotto;
- a flangia.
Costruzioni Idrauliche
Lezione V – Le tubazioni per acquedotti Tubazioni in PRFV
GIUNTI A MANICOTTO
GIUNTI A FLANGE
Costruzioni Idrauliche
Lezione VI – Formule di resistenza
Il calcolo delle resistenze al moto dell’acqua nelle condotte è un importante capitolo dell’Idraulica tecnica. È importante ricordare che le numerose formule di resistenza proposte da vari autori sono tutte di origine empirica. Il loro impiego, pertanto, andrebbe a rigore ristretto ai campi di applicazione entro i quali sono state ricavate.
Ciò nondimeno esistono alcune formule di resistenza per le quali, a causa dell'ampio impiego che ne è stato fatto nella pratica tecnica, sono disponibili ampie tabelle che consentono di determinarne il coefficiente di scabrezza per moltissimi tipi di condotte.
In fase di dimensionamento
idraulico di una condotta, quando ne se ne sia ancora precisata la geometria, è senz'altro sufficiente l'impiego di formule di resistenza 'generali'. Successivamente, in sede di verifica, quando si sia definita con precisione la natura della tubazione impiegata, è più opportuno sviluppare il calcolo dell'acquedotto piezometrico con una formula di resistenza specifica per il tubo in oggetto (spesso fornita dal produttore dei tubi).
Costruzioni Idrauliche
Lezione VI - Formule di resistenza
La formula più generale per il calcolo dell'acquedotto piezometrico è la formula di Darcy-Weisbach, l'unica che possa essere applicata sia in regime di moto laminare, che in regime di transizione, che in moto assolutamente turbolento:
2Vλ=J 2 gDλ
L'indice di resistenza può essere calcolato per mezzo delle seguenti espressioni:
64λ = Moto laminare: Re ε⎛ ⎞1 2.51= - +⎜ ⎟2 log
Moto turbolento:
λ λ⎝ ⎠3.71DReCostruzioni IdraulicheLezione VI – Formule di resistenza λ
Abaco di Moody per la determinazione grafica diCostruzioni IdraulicheLezione VI – Formule di resistenza
Formula di Gauckler-Strickler: 2 1= 3 2V k R Js
Formula di Chezy: =V C RJγ2= +C 87 /( 1 ) BazinD2 m= +C 100 /( 1 ) KutterDγ
I coefficienti k , e m dipendono dalla scabrezza del materiale chesriveste le pareti del condotto e sono reperibili in apposite tabelle.
Costruzioni IdraulicheLezione VI – Formule di resistenzaParametri di scabrezzadelle precedenti formule diresistenza per vari tipi ditubazioni
Costruzioni IdraulicheLezione VI – Formule di resistenzaFormula di Darcy: 2Qβ=J 5D0.000042β = +0.00164 DQuesta formula fu ricavata per tubazioni in ghisa grigia di diametroinferiore a 400mm, in condizioni di moto assolutamente turbolento.Tutte le formule di resistenza precedentemente ricordate possonoessere scritte in forma analoga alla formula di Darcy,
Costruzioni Idrauliche
Lezione VI – Formule di resistenza
Formule monomie: αQβ=J µD
Numerose formule empiriche sono state poste in forma monomia dagliautori che le hanno ricavate.
Gli esponenti variano da caso a caso in funzione del regime di moto edella natura dei tubi, ma risulta sempre:α ≤ 2µ ≤ 5
Costruzioni Idrauliche
Lezione VI – Formule di resistenza
Formule monomie:
Costruzioni Idrauliche
Lezione VI – Formule di resistenza
Formule monomie:
Costruzioni Idrauliche
Lezione VI – Formule di resistenza
Formule per tubi idraulicamente lisci (plastica, vetroresina, ottone,rame):
Formula di Darcy-Weisbach con l’espressione di Blasius per l’indice5di resistenza (per Re<10 ): λ −= 0 .250 .316 Re 1.75Q=J 0.00079 4. 79D5
Formula di Datei-Veronese per Re>10 : 1.80Q=J 0.00092 4. 80D
Costruzioni Idrauliche
Lezione VI – Formule
Di resistenza
Invecchiamento delle tubazioni
Durante l'esercizio la scabrezza delle tubazioni tende ad aumentare a causa di incrostazioni e alterazioni della parete del tubo, nonché del danneggiamento dei rivestimenti interni.
Al fine di tenere conto di questo fenomeno, si introduce nel calcolo α > 1 della cadente piezometrica un coefficiente di invecchiamento:
- tubazioni in ghisa rivestite α = 1.8 - 2.0
- tubazioni in calcestruzzo α = 1.1 - 1.2
- tubazioni lisce (ottone, rame, PVC, PEad, PRFV) α = 1.4 - 1.8
Il dimensionamento idraulico delle condotte dovrà sempre riferito a condizioni di tubazioni usurate (tubi usati).
Costruzioni Idrauliche
Lezione VII – Serbatoi
Funzioni del serbatoio
Il serbatoio di accumulo assolve alle seguenti funzioni:
- sconnessione idraulica tra condotta esterna e rete di distribuzione interna;
- riserva;
- compensazione (o regolazione).
Costruzioni Idrauliche
Lezione VII – Serbatoi
Funzione di riserva, sufficiente aIl serbatoio di accumulo deve contenere una riserva idrica W garantire la prosecuzione del servizio di erogazione alle utenze anche durante operazioni di riparazione o di manutenzione dell'acquedotto esterno.
Il servizio può eventualmente essere assicurato in modo limitato (il gestore può decidere di regolare la pressione gravante sulla rete di distribuzione in modo da contenere le erogazioni massime consentite alle utenze).
Tipicamente, al fine di evitare che le vasche del serbatoio assumano dimensioni eccessive, si considera una capacità di riserva pari al volume che si accumula in 24÷48 ore. Detto W il volume giornaliero che transita nella condotta esterna, risulta: =W 1÷ 2 Wr g
Costruzioni Idrauliche
Lezione VII – Serbatoi Funzione di sconnessione idraulica
L'andamento delle portate e delle pressioni nella rete di distribuzione interna risultano variabili nel tempo, in funzione delle mutevoli richieste delle
utenze servite. Al contrario, l'acquedotto esterno viene progettato per convogliare una portata costante nel tempo (la portata media di progetto, Q). Ciò non sarebbe possibile se la condotta esterna risentisse delle oscillazioni di carico della rete di distribuzione interna: si rende pertanto necessario realizzare la sconnessione della condotta esterna dalla rete interna. È opportuno notare che la condotta esterna risentirà comunque delle oscillazioni dei livelli idrici della vasca di carico dell'opera di presa e in quella del serbatoio di accumulo: al fine di assicurare comunque il deflusso della portata di progetto, è opportuno svolgere il calcolo della condotta esterna con riferimento ai livelli cui corrisponde il carico minimo disponibile.
Costruzioni Idrauliche
Lezione VII - Serbatoi Funzione di compenso
Come si è già più volte osservato, la portata erogata istantaneamente dal serbatoio di accumulo è variabile nel tempo,
in quanto è la somma dellemutevoli richieste delle utenze servite. La variabilità della portata è siapluriennale (per cause aleatorie), che stagionale (tipicamente la richiesta di acqua cresce nei mesi estivi), che giornaliera.
La condotta esterna alimenta invece il serbatoio con una portata costante: nei periodi di consumo elevato, il serbatoio dovrà essere in grado di erogare una portata superiore alla portata media di progetto, attingendo da una opportunamente dimensionata capacità di compenso, W; allo stesso modo, durante i periodi di basso consumo, il serbatoio dovrà essere in grado di accumulare nella medesima capacità il volume d’acqua in eccesso proveniente dalla condotta di adduzione.
Il compenso pluriennale e stagionale comporterebbe l’accumulo di volumi eccessivi all’interno del serbatoio, al quale si affida pertanto la sola funzione di compenso giornaliero.
Costruzioni Idraulic
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