Progetto fognatura bianca con metodo dell'invaso - Esercitazione svolta di costruzioni idrauliche acquedotti e fognature

Esame Esame di stato per l'abilitazione alla professione di ingegnere civile e ambientale

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Tricarico Carla

Università Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale

Esercitazione

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Il presente documento riporta lo svolgimento di un esercizio di progettazione di una fognatura bianca col metodo dell'invaso. In particolare, a partire dalle caratteristiche dei bacini colanti di riferimento, si richiede per un tratto di fognatura la definizione di: materiali, geometria dello speco, dimensioni caratteristiche dello stesso (il semplice diametro, se si assume sezione circolare) e pendenza dei vari collettori che la compongono. Per una miglior comprensione dello svolgimento dell'esercizio, in giallo sono evidenziati i dati di partenza (es. aree dei bacini colanti B1, B2, B3 e rispettivi coefficienti di afflusso, coefficienti "a" ed "n" della legge di pioggia h(t) = a*t^n per l'area in esame per T=10 anni, etc.); sono evidenziati ugualmente in giallo quei valori che vanno assegnati più o meno arbitrariamente (es. assegnazione di un valore di primo tentativo per un processo iterativo). In verde sono infine evidenziati i risultati più importanti ottenuti (es. diametri e pendenze dei singoli collettori). Lo svolgimento vero e proprio dell'esercizio è preceduto da alcuni richiami teorici che costituiscono una sorta di "teoria dell'esercitazione" finalizzata ad illustrare ciò che in seguito verrà fatto numericamente.
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Estratto del documento

PROGETTO FOGNATURA BIANCA

(METODO DELL'INVASO)

ESERCITAZIONE PER LA QUARTA PROVA DELL'ESAME DI STATO PER L'ABILITAZIONE ALLA PROFESSIONE DI INGEGNERE CIVILE E AMBIENTALE | Autore: Marina Roma

Il presente documento riporta lo svolgimento di un esercizio di progettazione di una fognatura bianca col metodo dell'invaso. In particolare, a partire dalle caratteristiche dei bacini colanti di riferimento, si richiede per un tratto di fognatura la definizione di: materiali, geometria dello speco, dimensioni caratteristiche dello stesso (il semplice diametro, se si assume sezione circolare) e pendenza dei vari collettori che la compongono. Per una miglior comprensione dello svolgimento dell'esercizio, in giallo sono evidenziati i dati di partenza (es. aree dei bacini colanti B1, B2, B3 e rispettivi coefficienti di afflusso, coefficienti "a" ed "n" della legge di pioggia h(t) = a*t^n per l'area in esame per T=10 anni, etc.); sono evidenziati ugualmente in giallo quei valori che vanno assegnati in modo arbitrario (es. assegnazione di un valore di primo intendimento per un percorso irregolare). In verde sono infine evidenziati i risultati più importanti ottenuti (es. diametri e pendenze dei singoli collettori).

Lo svolgimento vero e proprio dell'esercizio è preceduto da alcuni richiami teorici che costituiscono una sorta di "teoria dell'esercitazione" finalizzata ad illustrare ciò che in seguito verrà fatto numericamente.

L'Autore declina ogni responsabilità per le eventuali inesattezze ed errori riportati nel presente elaborato, nonché per gli eventuali danni che dall'utilizzo dello stesso possono derivare.

Testo dell'esercizio

Si dimensioni il tratto di fognatura costituito dai tre tronchi illustrati in figura, le cui caratteristiche sono riportate in tabella, così come le caratteristiche principali dei bacini colanti che a tali collettori fanno capo. Si consideri per l'area la curva di probabilità pluviometrica h(t) = 44.20 . t^0.28, con "h" espresso in millimetri e "t" in ore.

Collettore Lunghezza [m] Bacino colante Area [m²] Coeff. afflusso f C1 50 B1 2900 0.29 C2 70 B2 5000 0.50 C3 85 B3 6500 0.65

Nel dimensionamento si utilizzi il metodo dell'invaso, adottando per la fognatura materiali e geometria della sezione ritenuti più idonei.

Indice dello svolgimento dell'esercizio

Calcoli preliminari ................................................................................................. 3

Adattamento dei coefficienti per tener conto della variabilità della pioggia sul bacino .................. 3
Calcolo di alcuni parametri che serviranno in seguito per il dimensionamento (es.kc) .................. 3

Richiami teorici sullo svolgimento dell'esercizio (iter da seguire nel dimensionamento col metodo dell'invaso) .................................................................................................................. 4
Dimensionamento dei collettori ............................................................................ 6

Collettore 1 ............................................................................................... 6
Collettore 2 ............................................................................................... 8
Collettore 3 ............................................................................................... 10

Collettore C1

K_c1 = 869.3 A_c1 [ha] = 0.29 L_c1 [m] = 50.00 v [m/s] = 1

v₀ m³/ha u l/s * ha Q l/s Q m³/s σ m² D m σ_ricalc m² V_c m/s v_c m³/ha 40 175.56 50.91 0.051 0.051 0.300 0.051 2.55 8.78 Iter n. 1 48.78 125.83 36.49 0.036 0.036 0.300 0.036 1.82 6.29 Iter n. 2 46.29 137.38 39.84 0.040 0.040 0.300 0.040 1.99 6.87 Iter n. 3 46.87 134.55 39.02 0.039 0.039 0.300 0.039 1.95 6.73 Iter n. 4 46.73 135.24 39.22 0.039 0.039 0.300 0.039 1.96 6.76 Iter n. 5 46.76 135.07 39.17 0.039 0.039 0.300 0.039 1.96 6.75 Iter n. 6 46.75 135.11 39.18 0.039 0.039 0.300 0.039 1.96 6.76 Iter n. 7

VERIFICA D'AVER RAGGIUNTO LA CONVERGENZA

Inserisci estremi inferiori per interpolare
Inserisci estremi superiori per interpolare

Iter n.1 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale

h/D
σ/D²
R/D

Iter n.2 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale

h/D
σ/D²
R/D

Iter n.3 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale

h/D
σ/D²
R/D

Iter n.4 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale

h/D: 0.30, σ/D²: 0.1982, R/D: 0.1709 - inserisci estremi inferiori per interpolare
h/D: 0.39, σ/D²: 0.2842, R/D: 0.2100
h/D: 0.40, σ/D²: 0.2934, R/D: 0.2142 - inserisci estremi superiori per interpolare

D [m] = 0.700
(σ/D²)_ric: 0.2842
h/D: 0.39
(R/D)_interp: 0.2100
R: 0.147

Iter n.5 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale

h/D: 0.40, σ/D²: 0.2934, R/D: 0.2142 - inserisci estremi inferiori per interpolare
h/D: 0.47, σ/D²: 0.3676, R/D: 0.2409
h/D: 0.50, σ/D²: 0.3927, R/D: 0.2500 - inserisci estremi superiori per interpolare

D [m] = 0.700
(σ/D²)_ric: 0.3676
h/D: 0.47
(R/D)_interp: 0.2409
R: 0.169

Iter n.6 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale

h/D: 0.40, σ/D²: 0.2934, R/D: 0.2142 - inserisci estremi inferiori per interpolare
h/D: 0.42, σ/D²: 0.3172, R/D: 0.2228
h/D: 0.50, σ/D²: 0.3927, R/D: 0.2500 - inserisci estremi superiori per interpolare

D [m] = 0.700
(σ/D²)_ric: 0.3172
h/D: 0.42
(R/D)_interp: 0.2228
R: 0.156

Iter n.7 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale

h/D: 0.40, σ/D²: 0.2934, R/D: 0.2142 - inserisci estremi inferiori per interpolare
h/D: 0.45, σ/D²: 0.3462, R/D: 0.2332
h/D: 0.50, σ/D²: 0.3927, R/D: 0.2500 - inserisci estremi superiori per interpolare

D [m] = 0.700
(σ/D²)_ric: 0.3462
h/D: 0.45
(R/D)_interp: 0.2332
R: 0.163

Quindi il terzo collettore sarà così dimensionato:

h/D: 0.45
D [m]: 0.700
σ [m²]: 0.170
R [m]: 0.163
Q [m³/s]: 0.170
V [m/s]: 1
i: 0.003
i [l^0/00]: 3.11

i = (^Q⁄_{K_s ⋅ σ ⋅ R^2/3})²

Dettagli

Publisher

Marina Roma

A.A. 2018-2019

11 pagine

SSD Ingegneria civile e Architettura ICAR/03 Ingegneria sanitaria-ambientale

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Marina Roma di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Esame di stato per l'abilitazione alla professione di ingegnere civile e ambientale e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale o del prof Tricarico Carla.