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Appunti degli studenti per corsi ed esami del Prof. Montefusco Luigi

Esame Idraulica

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. L. Montefusco

Università Università degli Studi di Firenze

Esercitazione
Esercitazioni di Idraulica trattanti i seguenti argomenti Galleggiamento Esercizio 1 Dato un fluido di peso specifico noto ed un corpo cilindrico galleggiante di dimensioni note, si vuole valutare l’equilibrio di galleggiamento Equilibrio relativo di un fluido in un contenitore in movimento Esercizio 2 Si consideri un cilindro di dimensioni note contenente un liquido fino al suo orlo superiore. Tale cilindro si muove rispetto ad un sistema di riferimento fisso con accelerazione della quale si deve calcolare il valore. Il valore dell'accelerazione deve essere tale che il volume di liquido spostato durante il moto sia 1/10 del volume totale del liquido contenuto nel cilindro. Esercizio 3 Cilindro rotante contenente un liquido. Si vuole trovare il valore della velocità angolare, affinché il liquido non fuoriesca dal cilindro
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Esame Idraulica

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Esercitazione
Esercitazioni di Idraulica trattanti i seguenti argomenti Condotte e serbatoi Esercizio 1 Siano assegnati due serbatoi (fra i quali esiste un certo dislivello) che sono collegati fra loro da due tratti di condotta, dove è inserita una pompa. Il liquido si deve muovere da quello più in basso a quello più in alto. Si vuole calcolare la potenza affinché la portata sia quella assegnata Q e studiare l’andamento della linea del carico totale Esercizio 2 Siano assegnati due serbatoi, sullo stesso livello, collegati da due tratte di condotta in cui è inserita una pompa di potenza nota. Si vuole calcolare la portata Q nel secondo serbatoio Esercizio 3 Siano assegnati due serbatoi, fra i quali esiste un certo dislivello, collegati da una condotta. Si assegni una certa portata per ottenere la quale si deve inserire una pompa. Si vuole calcolare la potenza di tale pompa per ottenere la portata voluta, Esercizio 4 Tre serbatoi collegati da condotte. si vogliono calcolare le portate in ogni ramo di condotta e la potenza della pompa inserito in un ramo dei tre
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Esame Idraulica

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Esercitazione
Esercitazioni di Idraulica trattanti i seguenti argomenti Pressione idrostatica su superfici piane Esercizio 1 Contenitore chiuso a pressione continente tre liquidi non miscibili (olio, acqua e mercurio) si vogliono calcolare le varie pressioni interne e riportarne il grafico in funzione della profondità. Esercizio 2 Dato un serbatoio contenete un liquido, si vuole calcolare la spinta idrostatica (modulo, direzione, verso e punto di applicazione) su di una parete laterale Esercizio 3 Data una paratoia inclinata ed immersa in un liquido, si vuole calcolare la spinta idrostatica (modulo, direzione, verso e punto di applicazione) sulla due facce. Spinte su superfici curve Esercizio 1-bis Paratoia cilindrica di chiusura per un invaso, calcolo della spinta risultante (modulo, direzione, verso e punto di applicazione) Esercizio 2-bis Superficie inclinata di un dato angolo munita di un foro circolare, dove per tappo è inserita una sfera, calcolo della spinta risultante (modulo, direzione, verso e punto di applicazione) Esercizio 3-bis Tappo conico su fondo di invaso riempito con liquido, si vuole calcolare il peso specifico del tappo, conoscendo la pressione applicata
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Esame Idraulica

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Appunto
Appunto di Idraulica in cui vengono affrontati i seguenti argomenti Moto vario nelle correnti a pelo libero (con densità costante ed alveo non necessariamente prismatico) Determinazione dell’equazione del moto: Equazione di Saint Venant ed equazione di continuità Pendenza di attrito e sue caratteristiche Possibili moti vari all’interno di una corrente a pelo libero: propagazione di un’onda di piena velocità di propagazione dell’onda di piena Grafico finale di sintesi sui vari profili di rigurgito
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Esame Idraulica

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Appunto
Appunto di Idraulica in cui si trattano i seguenti argomenti Esempio 4 Studio di corrente in moto permanente, alveo fluviale con allargamento della sezione. Profondità critica Grafico finale dei profili di rigurgito Esempio 5 Studio di corrente in moto permanente, alveo prismatico torrentizio con breve restringimento della sezione, con profondità variabile. Grafico finale dei profili di rigurgito Esempio 6 Studio di corrente in moto permanente, alveo prismatico torrentizio con breve allargamento della sezione. Grafico finale dei profili di rigurgito Esempio 7 Studio di corrente in moto permanente, alveo prismatico fluviale che presenta un abbassamento della profondità Grafico finale dei profili di rigurgito Esempio 8 Studio di corrente in moto permanente, alveo prismatico fluviale che presenta un locale innalzamento del fondo Grafico finale dei profili di rigurgito Esempio 9 Studio di corrente in moto permanente, alveo prismatico torrentizio che presenta un locale innalzamento del fondo Grafico finale dei profili di rigurgito Esempio 10 Studio di corrente in moto permanente, alveo prismatico torrentizio che presenta un brusco abbassamento del fondo Grafico finale dei profili di rigurgito
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Esame Idraulica

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Appunto
Appunti di Idraulica in cui vengono affrontati i seguenti argomenti Correnti a pelo libero, caratteristiche generali e definizioni fondamentali: aspecratio stato di magra stato di morbida stato di piena Alvei artificiali: canali a sezione trapezia fognature (bianche e nere) Pendenza dell’alveo Raggio idraulico (funzione della profondità) Formula di Chezy e coefficiente di forma: legame tra velocità media e numero di Reynolds Seconda formula di Bazin (parametro di scabrezza) Formula di Gauckler-Strickler Formula di Manning
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Appunto
Appunto di Idraulica in cui vengono affrontati i seguenti argomenti Esempio 1 Studio di corrente in moto in permanente, a sezione costante, costituita da vari tipi di alvei: torrentizio fluviale torrentizio orizzontale aclive fluviale lago finale Esempio 2 Studio di corrente in moto permanente a sezione costante: alveo fluviale alveo torrentizio paratoia di regolazione alveo orizzontale salto di fondo Esempio 3 Studio di corrente in moto permanente a sezione rettangolare variabile Per tutti gli esempi viene riportato: Grafico del carico in funzione della profondità Grafico finale dei profili di rigurgito
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Esame

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Appunto
Appunto di idraulica in cui vengono trattati i seguenti argomenti Profili di rigurgito per alveo fluviale ed alveo torrentizio Applicazioni canale costituito da due alvei fluviali aventi pendenze diverse a sezione costante canale costituito da due alvei torrentizi aventi pendenze diverse a sezione costante canale costituito da due tronchi, uno torrentizio ed uno fluviale con pendenze diverse Effetto risalto idraulico: ondulato con frangenti diretto Posizione del risalto idraulico: spinta totale della corrente alveo fluviale con qualche accidentalità (ad esempio una paratoia di regolazione o stramazzo Bazin, ecc.)
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Esame Idraulica

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Appunto
Appunto di Idraulica in cui vengono trattati seguenti argomenti Pendenza d’attrito Equazione caratteristica del moto delle correnti a pelo libero (in moto permanente) Numero di Fraude dipende dalla portata, dalla larghezza e dalla sezione) Condizioni critiche Correnti lenti e correnti veloci Profondità critica Carico specifico (funzione della profondità) e sua rappresentazione Velocità critica Pendenza critica (alveo tranquillo ed alveo torrentizio)
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Appunto
Appunto di Idraulica in cui vengono trattati i seguenti argomenti Data l’equazione del moto si classificano gli alvei prismatici in base alla pendenza critica: alveo declive fluviale alveo torrentizio alveo acclive (per ciascuno caso riportato sopra viene illustrato il grafico della pendenza in funzione della profondità e l’andamento dei profili) Profondità di moto uniforme Profili di rigurgito Profili di rigonfiamento Profili di depressione
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Appunto
Appunto di Idraulica riguardante i seguenti appunti Formula di Allievi-Michaud per il calcolo del sovraccarico massimo allo sbocco in funzione della lunghezza della condotta, delle tensioni e della velocità Impianto di sollevamento munito di cassa d'aria Moto vario anelastico: equazione del moto equazione di continuità
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Appunto
Appunto di Idraulica in cui vengono trattati i seguenti argomenti Equazione di D’Alembert o delle corde vibranti per la rappresentazione del fenomeno che avviene all’interno di una condotta interessata da moto vario elastico. Integrale generale di onda diretta ed onda riflessa (velocità di propagazione) Durata di fase per manovra di chiusura brusca e per manovra di chiusura lenta Formula di Joukokowsky: carico massimo nella sezione di sbocco tratto di condotta interessato dal carico massimo
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Appunto di Idraulica in cui vengono trattati i seguenti argomenti Moto permanente non uniforme in una condotta in pressione Esempio: condotta di irrigazione Pendenza di attrito Studio della portata Moto vario per condotte in pressione Moto vario elastico e moto vario anelastico: formula di Mariotte per tubi sottili Equazioni del colpo d'ariete
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Appunto di Idraulica in cui vengono trattati i seguenti argomenti Impianto di sollevamento Pompa all’interno dell'impianto Descrizione dell’andamento delle linee dei carichi Prevalenza topografica Prevalenza dinamica Fenomeno della cavitazione Calcolo della potenza della pompa Rete di condotte: calcolo delle portate e dissipazione di energia Funzionamento a sifone Funzionamento a canaletta
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Appunto di Idraulica in cui si affrontano i seguenti argomenti Moto turbolento Coefficiente di resistenza dipendente dai seguenti parametri: resistenza per unità di lunghezza della lamina; velocità del mezzo; densità del fluido; lunghezza della lamina. Calcolo del coefficiente di resistenza per corpi a buona penetrazione e per corpi a cattiva penetrazione. Esempio del cilindro a sezione circolare investito da una corrente Strato limite Resistenza di scia Distribuzione della velocità
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Appunto di Idraulica in cui si affrontano i seguenti argomenti Correnti in condotti a sezione circolare: sforzi tangenziali e loro andamento; corrente in pressione equazione del moto uniforme per una corrente in pressione (pendenza d’attrito, moto laminare, moto turbolento) diagramma logaritmico di Nikuradse coefficiente di perdita distribuita
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Appunto di Idraulica in cui si affrontano i seguenti argomenti Funzione di scia Esperienza di Nikuratze Moto turbolento in parete liscia Moto turbolento in parete scabra Tecnica dei moti a potenziale: teoria dello strato limite corpi a buona penetrazione (lamina investita da un fluido) corpi a cattiva penetrazione.
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Appunto di idraulica in cui vengono trattati i seguenti argomenti. Rappresentazione del moto turbolento in una corrente Turbolenza libera e di parete Sforzi turbolenti di Reynolds: velocità media; velocità di agitazione turbolenta. Operatore di media applicato all’equazione di Navier-Stokes Esperienza di Prandt: lunghezza di mescolamento; tensione turbolenta esercitata all’interno del moto turbolento, velocità di attrito.
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Appunto di Idraulica in cui vengono esposti i seguenti argomenti Filtro piano in presione: portata filtrante per unità di larghezza variazione del carico piezometrico lungo l’asso x. Trincea filtrante: ipotesi di Dupuit; formula di Leibnitz; sorgente sospesa Pozzo in falda artesiana: determinazione della portata filtrante coefficiente di filtrazione medio prove dinamiche in pozzo Pozzo in falda freatica.
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Appunto
Appunto di Idraulica in cui si affrontano i seguenti argomenti Moto di Poiseuille (moto di un fluido che si muove di moto laminare all’interno di una condotta): pendenza motrice; calcolo della portata; calcolo della velocità media e di quella massima. Moti di filtrazione: definizione di falda; velocità apparente; legge di Darcy-Ritter; coefficiente di filtrazione; coefficiente di porosità.
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