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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 assunti in modo arbitrario per esigenze di assegnazione di un valore primo di riferimento 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.
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 . t0.28, 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 0.65Nel 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
Kc1 = 869.3
Ac1 [ha] = 0.29
Lc1 [m] = 50.00
v [m/s] = 1
v0 m3/ha u l/s*ha Q l/s Q m3/s m2 D m Σricalc m2 Vc m3 Vc m3/ha 40 175.56 50.91 0.051 0.051 0.300 0.051 2.55 8.78 48.78 125.83 36.49 0.036 0.036 0.300 0.036 1.82 6.29 46.29 137.38 39.84 0.040 0.040 0.300 0.040 1.99 6.87 46.87 134.55 39.02 0.039 0.039 0.300 0.039 1.95 6.73 46.73 135.24 39.22 0.039 0.039 0.300 0.039 1.96 6.76 46.76 135.07 39.17 0.039 0.039 0.300 0.039 1.96 6.75 46.75 135.11 39.18 0.039 0.039 0.300 0.039 1.96 6.76VERIFICA D'AVER RAGGIUNTO LA CONVERGENZA
Iter n.1 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale
h/D σ/D2 R/D 0.60 0.4920 0.2776 0.68 0.5657 0.2920 0.70 0.5872 0.2962Iter n.2 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale
h/D σ/D2 R/D 0.50 0.3927 0.2500 0.51 0.4055 0.2535 0.60 0.4920 0.2776Iter n.3 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale
h/D σ/D2 R/D 0.50 0.3927 0.2500 0.55 0.4427 0.2639 0.60 0.4920 0.2776Iter n.4 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale
h/D σ/D2 R/D 0.30 0.1982 0.1709 0.39 0.2842 0.2100 0.40 0.2934 0.2142Iter n.5 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale
h/D σ/D2 R/D 0.40 0.2934 0.2142 0.47 0.3676 0.2409 0.50 0.3927 0.2500Iter n.6 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale
h/D σ/D2 R/D 0.40 0.2934 0.2142 0.42 0.3172 0.2228 0.50 0.3927 0.2500Iter n.7 - Valore di h/D che mi fa ottenere il diametro commerciale
h/D σ/D2 R/D 0.40 0.2934 0.2142 0.45 0.3462 0.2332 0.50 0.3927 0.2500Quindi il terzo collettore sarà così dimensionato:
h/D D [m] σ [m2] R [m] Q [m3/s] V [m/s] i i [l°/00] 0.45 0.700 0.170 0.163 0.170 1 0.003 3.11i = (Q / (Kst • σ • R2/3))2
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