Dimostrazioni esame Costruzioni idrauliche, marittime e idrologia

DIMOSTRAZIONI IDRAULICA

1. Equazione fondamentale dell'idrostatica.
2. Quando è valida la distribuzione idrostatica delle pressioni per un corpo fluido? _{9 pti}(Riportare gli argomenti teorici a sostegno delle tesi).
3. Spinta idrostatica su superficie curva. _{4 pti}
4. Derivazione dettagliata delle equazioni del moto secondo Eulero per un fluido ideale. _{5 pti}Derivazione della 2° equazione di Eulero. Correnti quasi // e implicazioni. _{4 pti}
5. Equazione di continuità e teorema di Bernoulli. _{2 pti}(Derivare le equazioni generali dell'energia per un sistema dinamico dissipativo o non dissipativo. Scrivere le equazioni dE/ds=-1/g dv/dt - perdita di carico. Linea di corrente con volume ridotto di area dA costante. Scrivere il bilancio delle forze e le equazioni di continuità).
6. Teorema della quantità di moto.
7. Efflusso da luci (luce a battente: deflusso da paratoia, luce battente con rigurgito; luce a stramazzo: Bazin, triangolare, Belanger).
8. Tempo di vuotamento di un serbatoio (di superficie costante, superficie variabile, superficie costante e portata entrante variabile).
9. Moto laminare e moto turbolento (legge generale del moto uniforme).
10. Resistenza al moto in condizioni di moto uniforme. Diagramma di Moody. _{4 pti}
11. Moto permanente con perdite di carico localizzate (perdita di borda).
12. Tempo di avviamento di una condotta (fenomeno di moto vario anelastico).Tracciamento qualitativo di LE e LP in t istanti temporali (T -> 0 = immediatamente dopo un’apertura istantanea, T -> ∞ = il regime a un lontano un tempo intermedio). Il moto vario hype anelastico.
13. Regola di Chezy (sintetica).
14. Regola di Froude e classificazione di correnti lente e rapide.
15. Moto uniforme.
16. Moto permanente (o stazionario): correnti gradualmente varie.
17. Profili di moto permanente.

DIMOSTRAZIONI IDROLOGIA

1. Dimensionamento di un serbatoio di testata (entrata o accumulo).
2. Reti di distribuzione.
3. Discutere i metodi di dimensionamento e verifica delle reti di distribuzione dell'acqua: metodo di Wood-Charles per il calcolo di una rete di acquedotto. Illustrerare (senza derivazione esplicita) come calcolare le perdita d'energia e quali equazioni scrivere per determinare le quote piezometriche nei nodi di una rete (usare una rete triangolare a 3 nodi a scopo illustrativo). _{4 pti}
4. Caratteri delle piogge e curve di possibilità pluviometrica/climatica.
5. Metodo del ritardo di corrivazione (turazza).
6. Metodo dell'invaso.
7. Scavo/sezione tipo di una strada con acquedotto e rete di fognatura bianca (disegno schematico con indicazioni). _{2 pti}
8. Criteri generali di posa di collettori di fognatura bianca. Quali considerazioni vincolano le profondità e la disposizione in pianta di una rete di drenaggio urbano. _{2 pti}
9. Serbatoio di compenso in rete di acquedotto. _{3 pti}
10. Sintesi su come sviluppare il progetto di una rete di fognatura bianca per un nuovo insediamento urbano. _{9 pti} (si rimanda al formulario)

DIMOSTRAZIONI IDRAULICA

1. EQUAZIONE FONDAMENTALE DELL'IDROSTATICA:

   Massa nel volume fluido in quiete, nel cilindro elemento con sez. dA e lunghezza dx. Esso è soggetto a una distribuzione di press.

   Se il FLUIDO è FERMO, vale l'EQUILIBRIO.

   p₀ dA - p dA + ⍴ g dA cosα = 0

   d

   /dx = -⍴ g cosα

   EXPRES S TO PESO V = S_z g dA d

   Se il FLUIDO è INCOMPRIMIBILE

   dp/dz + ⍴ g = 0

   d/dz (p + ⍴ g z) = 0

   d/dz (p + ⍴ g z) = cost

   EQUAZ. FONDAMENTALE DELL'IDROSTATICA p + ⍴ g z = cost

2. QUANDO È VALIDA LA DISTRIBUZIONE IDROSTATICA DELLE PRESSIONI PER UN CORPO FUNDO:

   La pressione esercitata dello H₂O è detta PRESS IDROSTATICA.

   La distribuzione della pressione in un FLUIDO INCOMPRIMIBILE IN QUIETE:

   p = ⍴ g h

   Quindi, le variazioni della pressione dip di ᵻ b e z.

   Sezione ogni strato preso in quello profondo, z è la profondità

   Per ߸ e fluidi non miscibili e con z, p è data delle norme della e provocata

Pongo l’equilibrio nelle equazioni di massa:

_S(_ρQ + ρ₂d₂d_S) + _S(ρA d_S) = 0

Equation: selez 2 volume di massa:

_∂/_∂t(_ρQ) + ∂/_∂t(_ρA) = 0

Equaz. di continuità

Per motto di un fluido incompribile (ρ = cost), l’equazione diventa:

_∂ρ/_∂t = 0_∂Q/_∂t = 0

Se il moto è stazionario/permenente (non dip. da t): “invluocro” è indeformab nel tempo:

_∂A/_∂t = 0

Q = VA = _v².₂ A = 2.₂ cost.

Teorema di Bernoulli

Considero una linea di corr. di un moto di un fluido perfetto.

Se il moto è permamente (E(x) = E(x₂)) e _∂2x/_∂t2 = 0) la formula del teorema di Bernoulli mantiene forma e l’energia conserva:

E = _v²/_2g + _p/_γ + ☆ = cost

_∂E/_∂t = 0q_∂ = 0☆ = ^r/_zt

Luogo _se per esse unisse _p + h_t

Enunciato: La somma dell’energia cinetica, piezometrica, e geometrica è cost in un sistema fluido unidirezione (L) di un flusso monoassiale.

2. Nel PR caso tutte quote h e h₂,

2. α ≠ β

Enuncione il principio di conserva dell’energia.

NB: _E è energetica, il flusso non ve chiaramente z,

concettuale. Concettualmente _g elementarizzata, colonne di fluido, e _z != z.

d^h = C_Q A ^2g√ h dt

₀ ∫^h d^h / ^√ h = ₀ ∫^t C_Q A ^2g / S dt

2 ^√h - 2 ^√h₀ = C_Q A ^2g / S t

t = 0 h = h₀

t = t h = 0

2 ^√h₀ = C_Q A ^2g T / S

T = 2.5 (h^1/2) / C_Q A ^2g

b) SUPERF. S = VARIABILE :

Q_OUT = C_Q a ^{2g √}H 2gh

dV / dt = Q_IN - Q_OUT ma Q_IN = 0, ne consegue vuotarsi il serbatoio

dV / dt = - Q_OUT (t)

dS(z(t)) / dt = -C_Q B ^2gz

S(z) = ∑ a_n zⁿ curva delle aree

V(t) = V(z(t)) - S(z(t)) = ∑ ^{zn+1 / 2} ∑ ^{zn+1 / 2} m

dV / dz = ∑ a_n(n+1) zⁿ dz

∆ dz = C_Q B ^2g∆

T = 2 ∑ 2a_n H^1/2 / C_Q a B ^2gH^1/2

S_(z(t)) = C_Q a B / 2n-1

S = COST

C) SUPERF. S = COST e PORTATA ENTRANTE Q_IN= VARIABILE

1^equazioni

dV / dt = Q_IN (t)

d−1

−=┬−(1− ); 

Σ=g

d−1

=Σ

perdite di carico

=μ

=Σ=μ

Siha−Σ

−=Σ

d−1

=Σ=

μ

k=Σ

d

v+=

(v) asin

= altra

altra−()

tn

per t=k=0:

=()

Rieavo =ato (−)

= per raggiungere

=1

(

per)

gT2