Prove svolte di Idraulica

Formulazione delle equazioni delle altezze coniugate per un risalto idraulico

Il risalto idraulico si forma quando il flusso di un fluido attraversa una sezione di una condotta e si verifica un cambiamento di quota. Per studiare questo fenomeno, si utilizza l'equazione delle altezze coniugate, che tiene conto delle seguenti ipotesi semplificative:

1. Il fluido è incomprimibile e non viscoso.
2. Il flusso è stazionario e uniforme.
3. Non ci sono perdite di carico.
4. Non ci sono scambi di calore con l'ambiente.
5. Non ci sono variazioni di energia cinetica.

Distribuzione delle velocità e degli sforzi tangenziali in una sezione trasversale di un tubo a sezione circolare

Considerando un flusso motolaminare uniforme in un tubo a sezione circolare, è possibile determinare la distribuzione delle velocità e degli sforzi tangenziali. Tuttavia, per analizzare questo fenomeno è necessario assumere le seguenti ipotesi semplificative:

1. Il fluido è incomprimibile e non viscoso.
2. Il flusso è stazionario e uniforme.
3. Non ci sono perdite di carico.
4. Non ci sono scambi di calore con l'ambiente.
5. Non ci sono variazioni di energia cinetica.

Funzionamento di un sistema con due serbatoi collegati da una condotta

Considerando due serbatoi posti a quote differenti e collegati mediante una condotta di notevole lunghezza, il funzionamento del sistema dipende dall'andamento altimetrico della condotta. È necessario analizzare le variazioni di pressione e velocità del fluido lungo la condotta per comprendere come avviene il trasferimento di fluido tra i serbatoi.

Principio di funzionamento di un'elica e valutazione del rendimento

Un'elica, come ad esempio un mulino a vento o delle pale eoliche, sfrutta il principio di conversione dell'energia cinetica del vento in energia meccanica. Il rendimento di un'elica dipende da diversi fattori, come la forma delle pale, l'angolo di incidenza del vento e le perdite di energia. È possibile valutare il rendimento attraverso l'analisi delle forze e delle potenze coinvolte nel processo di conversione dell'energia.

Rappresentazione grafica di un fenomeno

Disegnare una rappresentazione grafica qualitativamente corretta di un fenomeno permette di visualizzare le caratteristiche principali e le relazioni tra le variabili coinvolte. La corretta rappresentazione grafica aiuta a comprendere meglio il fenomeno e a comunicare in modo efficace le informazioni.

1. Illustrare a parole il diagramma di Moody
2. Illustrare il principio di funzionamento di una turbina Pelton indicando le ipotesi di lavoro e le semplificazioni introdotte e stimando il massimo rendimento della stessa.
3. Si valuti, mediante l'applicazione del teorema della quantità di moto, la distribuzione degli sforzi tangenziali in una condotta a sezione circolare.
4. Si determinino, a partire dall'equazione di conservazione dell'energia, i profili di moto gradualmente varioche si possono instaurare in un canale prismatico caratterizzato da una pendenza del fondo inferiore a quella critica.
5. Si determinino, a partire dall'equazione di conservazione dell'energia, i profili di moto gradualmente varioche si possono instaurare in un canale prismatico caratterizzato da una pendenza del fondo superiore a quella critica.
6. In una condotta, in presenza di un brusco allargamento si determina una dissipazione di energia localizzata (perdita di Borda). Si determini

L'espressione della perdita localizzata E, indicando in modo chiaro tutte le ipotesi che vengono introdotte nella trattazione.

11) Si illustri il principio di funzionamento di un'elica e si discuta in particolare il caso di un aereo in moto da sinistra verso destra, valutando l'espressione del rendimento.

12) Si ricavi la celerità di propagazione di una piccola perturbazione in un canale evidenziando le ipotesi semplificative utilizzate.