Saricatore a Salto - Esercitazione - Prove D'Esame Svolte - Corso di Idrologia

ESERCITAZIONE 7 - SCARICATORE A SALTO

I dati sono gli stessi di quelli relativi all'esercitazione 6 con l'unica differenza che la pendenza del collettore è del 1,65%. Con la portata massima in arrivo (e con la Q) la corrente risulta veloce.

Si determina l'impossibilità di utilizzare uno sfioratore laterale, in quanto questo risulterebbe poco efficiente (come già detto nell'Ex.6). Per cui verrà utilizzato uno scaricatore a salto, il quale è costituito da una luce ricavata sul fondo del collettore, attraverso la quale si immetterà nel derivatore la portata Q. Quando poi nel collettore defluisce la portata massima tale luce funziona a battente e determina l'immissione nel derivatore di una portata maggiore della Q.

L'entità di tale portata dipende dalle dimensioni della luce; pertanto il progetto viene impostato nell'ottica di rendere tale luce la più piccola possibile.

DIMENSIONAMENTO

DEL COLLETTORE

Con riferimento alla nuova pendenza ed utilizzando le leggi del moto uniforme, dai calcoli si evince che:

Ω = 0,021

D = 1,05

V = 0,09

l = 1,14

F = 0,0178

Caratteristica u = 0,2994 n.c.

1,50 Velocenera

Q = 0,851

D = 1,05

V = 0,59

l = 2,88

F = 0,2992

0,67 Velocemax

Q = 0,150

D = 1,05

V = 0,23

l = 1,91

F = 0,0808

0,29 Velocemax

SCARICATORE A FONDO ALLINEATO

Il dimensionamento della lunghezza L della luce si effettua con riferimento al profilo superiore della vena fluida.

Utilizzando il grafico 1, con riferimento ad un numero di Froude pari a: F = 1.5, si ha che:

0x = 1,75 L

x = 1,75 h

0,4 m

La larghezza B si dimensiona invece con riferimento al tirante idrico nella sezione iniziale della luce, tenendo conto del profilo di chiamata allo sbocco; al fine di ottenere una B più piccola (essendo).

Da ricerche sperimentali risulta che:

h = 1 - (h/e)

h = 0,25

e quindi:

Dalle scale di deflusso si ottiene il h = 0,205 m

0,195⇦ ⇧e u e1,66⇨ ⇩ DF0valore di B = 0,45. × = × 2Si realizzerà pertanto una luce di dimensioni: L B (0,4 0,45) mFUNZIONAMENTO A Q MAXIn tali condizioni la luce e’ a battente, ed il battente e’ dato dal tirante idrico di moto uniforme dellacorrente a Q :MAX l̅ · · · · · =μQ L B 2 g h 0,384h = 0,59 m .La portata che defluisce nel derivatore vale: doveu b b u ssi e’ assunta l’espressione sperimentaleμper il coefficiente di efflusso b̅= − ·μ: formula che mette in evidenza la diminuzione del coefficiente di efflusso0,69 0,09 Fb 0all’aumentare del numero di Froude (più la corrente e’ veloce,meno risente dell’effetto della luce,trovandosi questa a valle della corrente stessa!). In questo caso per F = 1,5 si ha:o̅=μ Ne consegue che:0,555.b −Q Q̅= =η MAX befficienza : 0,73−Q QMAX 0Q̅= =δ brapporto di derivazion e : 2,56Q 0DERIVATORE CON SALTO BRUSCOAl fine di aumentare

L'efficienza disponiamo la luce di fondo immediatamente a valle di un salto interposto tra collettore ed emissario; in tal modo lo spessore della vena fluida è minore e di conseguenza sarà minore l'area della luce. La larghezza della luce avrà ancora dimensioni: B = 0,45m mentre la lunghezza L si ricava ancora una volta dal grafico 1, fissando per tentativi la profondità Δ/hu Δ Ω μ δ η Pr.Sup. L Pf.Inf. L L B Qsup inf b0 0,000 1,75 0,41 0 0 0,41 0,45 0,185 0,555 0,350 2,33 0,71-0,25 -0,059 2 0,469 0,81 0,19 0,279 0,45 0,126 0,8 0,343 2,29 0,72-0,5 -0,117 2,26 0,53 1,26 0,295 0,235 0,45 0,106 0,8 0,289 1,93 0,80-0,75 -0,176 2,51 0,589 1,68 0,394 0,195 0,45 0,088 0,8 0,240 1,60 0,87-1 -0,234 2,72 0,638 1,96 0,46 0,178 0,45 0,080 0,8 0,219 1,46 0,90-1,25 -0,293 2,87 0,673 2,19 0,513 0,16 0,45 0,072 0,8 0,197 1,31 0,93-1,5 -0,352 3,12 0,732 2,47 0,579 0,153 0,45 0,069 0,8 0,188 1,26 0,95-1,75 -0,410 3,31 0,776 2,66 0,624 0,152 0,45 0,068 0,8

0,187 1,25 0,95-2 -0,469 3,49 0,818 2,85 0,668 0,15 0,45 0,068 0,8 0,184 1,23 0,95del salto 70 il rapporto di derivazione e l’efficienza:

Diagrammando in funzione della profondità del salto

1,0 Efficienza

0,90,80,70,60,50,40,30,20,1 

0,0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

2,50 0Rapporto di derivazione 00

2,00 0001,50 0001,00 0000,50 00 

0,00 00 0,1 0,2 0,3 0,4 0,50

Si osserva che esiste una profondità “limite” dello scalino oltre la quale non si osservano piùsensibili miglioramenti,ovvero sensibili diminuzioni della sezione della luce.Tale valore della profondità si attesta intorno ai 40 centimetri !

Osserviamo che nell’espressione della si e’ posto:

Q b  μ Δ μ0,555 per 0 mentre si e' usato 0,8 negli altri casi .b b 71