Esercizi idraulica

Esame di IDRAULICA

QUESITI

Il candidato illustri i seguenti argomenti:

1. Si consideri il serbatoio contenente acqua e glicerina schematizzato in figura 2, avente larghezza b in direzione ortogonale al foglio. Determinare il modulo della forza risultante S che i 2 liquidi esercitano sulla parete laterale avente traccia ABC allorché risulti: b=4 m, h₁=2.5 m, h₂=3.8 m. Per determinare la corretta stratificazione all’interno del serbatoio, si osservi che per l’acqua γ=9.80KN/m³ e per la glicerina γ=12.4KN/m³. (val. 7/30)
2. Fluidi non newtoniani (val 6/30)
3. Scala delle portate in una sezione composta (val. 4/30)
4. Domande a risposta multipla (val. 2/30)

L’energia specifica della corrente in una determinata sezione di un torrente rappresenta

• A il carico totale misurato rispetto al fondo dell’alveo
• B il carico totale misurato rispetto ad un riferimento geodetico valido per tutte le sezioni
• C la piezometrica misurata rispetto ad un riferimento scelto a priori e valido per tutto il corso d’acqua

Il numero di Froude esprime

• A il rapporto tra la velocità della corrente e la celerità delle piccole perturbazioni
• B il rapporto tra la celerità delle piccole perturbazioni e la velocità della corrente
• C il rapporto tra la velocità della corrente e la velocità critica

5. Si consideri il sistema di figura 1, costituito da due serbatoi A e B a livello invariabile, fra i quali esista un dislivello Δh = 80 m. I due serbatoi siano collegati da due tratti di condotta, entrambi di ghisa non rivestita, quello a monte di diametro D₁ = 400 mm e lunghezza L₁ = 1500 m e quello a valle di diametro D₂ = 300 mm e lunghezza L₂ = 2500 m. Si determini la portata defluente. Si valutino le resistenze continue al moto mediante la formula di Manning con n = 0.014 m^−1/3 s (Val. 11/30)

Il tempo a disposizione per la prova è di 90 minuti. Lo studente deve rispondere attenendosi rigorosamente ai quesiti proposti.

Data                                                      Firma dello Studente

ESERCIZIO (VAL. 12/30)

Il serbatoio in fig.2 contiene, a partire dall’alto, aria in pressione per un’altezza h₁, uno strato di acqua (g_w = 9.81 KN/m³) di altezza h₂ e glicerina (g_E = 12.4 KN/m³) per un’altezza pari a h₃. Sul fondo del serbatoio, che si trova a quota z_f sul livello del mare, è posta una paratia di larghezza b, incernierata nel punto O. Si determini:

• a) la quota, in m.s.l.m., del piano dei carichi idrostatici della glicerina, nota la lettura n al manometro metallico nel punto A;
• b) Il modulo della forza F applicata nel punto C necessaria per mantenere in equilibrio la paratia.

Siano dati: h₁ = 0.5 m; h₂ = 1 m; h₃ = 2 m; b = 1.4 m ; z_f = 10 m s.l.m.; n = 15 KPa. Si consideri inoltre una profondità unitaria.

QUESITI TEORICI

1. Teorema di Bernoulli: enunciato, ipotesi, dimostrazione e significato (val. 8/30)
2. Scala delle portate in sezioni aperte e chiuse (val. 5/30)

E-tivity (val. 5/30)

Il tempo a disposizione per la prova è di 90 minuti. Lo studente deve rispondere attenendosi rigorosamente ai quesiti proposti.

Data _________________

Firma dello Studente _________________

1)

σ = 27.2 kN/m³

σ_{w = 9.80 kN/m³}

σ_{b = 12.7 kN/m³}

D = 4.8 m

h₂ = 0.8 m

h₃ = 0.8 m

h₄ = 0.8 m

B = 4 m

1) Morha secondo dell'polo sulla verticale

Σχ = Pec Ac = γ₁G ₂ = 106.32 kN

pec = (̅R_w + D) = 7.77(1 + 1.48/θ) = 19.26 (N/mic in KN/"M")

Ac = 0.8...4 = 7.2 m²

Σχ = Σγ - Σγ_w - Σγ_ac - Σ_

Σγ_{w = 0.8Vacos/o(☐(()D, 0, 4)D. 8 =}

= γ_oB/2 M₁²NIlD ₁ +.B =

= γ_oB/2 (h₂+D) + π/4

= γ_{b-B/2 (Rw hxB2}

= γ_cDh₂/2 4D...

= γ_

S_v = (R_{wt-D)/2 ...B/2}

S =

θ_{acc(B/S1) = 20.09°}

S =

QUESITO 1 (val 7/30)

In un canale a sezione trapezia, con base larga (3+0.2*lettere_cognome) m e pendenza delle sponde 3:1, fluisce una portata pari a 25 m³/s. Sapendo che l’altezza di moto uniforme è pari a 1.6 m, determinare la pendenza del canale. Determinare inoltre (per la medesima portata defluente) il valore dell’altezza critica k. Si assume un coefficiente di Manning pari a 0.025

QUESITO 2 (val 6/30)

Si determini il modulo e la direzione della spinta esercitata sulla parete composta ABC. Si determini il valore della pressione sul fondo del serbatoio. Dati:AB=BC=AC=h1=2m; h2=1.5 m, h3=2m, Y_olio = 7.75kN/m³.

QUESITO 3 (val 6/30)

Si illustri l’equazione indefinita del movimento (enunciato, ipotesi e dimostrazione)

QUESITO 4 (val. 3/30)

Si consideri una tubazione a sezione circolare (diametro 50 mm) nella quale fluisce acqua con una velocità media pari a 0.01 m/s. Si determini il valore della cadente J nel caso di tubazione liscia.

Quesito 1

Re = ^{ρ V L}/_μ = ^{V L}/_ν

Per idrometri circolari: lunghezza caratteristica (L) è il diametro D, quindi:

Re = ^{V D}/_ν

Per idrometri rettangolari: lunghezza caratteristica è D_h, quindi:

D_h = ^4A/_P = ^4•ab/_2a+2b = ^2ab/_a+b

Re = ^V•D_h/_ν = ^V•2ab/_ν(a+b)

QUESITO 1 (val 6/30)

Si illustrino le caratteristiche dei fluidi non newtoniani

QUESITO 2 (val 8/30)

Si consideri una vasca rettangolare di dimensioni 2x5 m, inizialmente riempita fino ad una altezza di 60 cm. Sulla vasca è presente uno scarico di fondo di dimensioni 5x5 cm. Quanto tempo impiega la vasca a svuotarsi completamente a seguito dell'apertura dello scarico? Quanto tempo occorre invece per portare l'altezza idrica a 25 cm?

QUESITO 3 (val 5/30)

Si descrivano le formule di resistenza classiche

QUESITO 4 (val. 6/30)

In un canale per irrigazione a sezione rettangolare, largo (3+0.1*lettere_cognome) m, fluisce una portata pari a 25 mc/s. Sapendo che l'altezza di moto uniforme è pari a 1.2 m, determinare la pendenza del canale. Si assuma un coefficiente di Manning pari a 0.02

E-tivity (val.5/30)

Il tempo a disposizione per la prova è di 90 minuti. Lo studente deve rispondere attenendosi rigorosamente ai quesiti proposti.

Data __________________________________ Firma dello Studente __________________________________

Q = 3 m³/s

K₁

A₃

B₃: 1

A₂: K₁

Q₂: L₃*

Q₂ = K₁

K₁ = L₃

A₁ = K₁ =

A_TOT = A₁ + A₂ = K₁²

B = B₁ + B₂ = 1,92 K₁

K_C = sqrt(8,26/0,5) = 1,83 m

ved. pagine ovam