032/00
A.A. 2000/01
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TRIESTE
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CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA AMBIENTALE, CIVILE,
EDILE, NAVALE
PROGRAMMA DEL CORSO DI
DOCENTE
IDRAULICA
Gianni PEDRIZZETTI
DEFINIZIONI E PROPRIETÀ FISICHE GENERALI.
Definizioni generali, proprietà meccaniche, tensione superficiale e capillarità,
viscosità. Analisi dimensionale, numeri puri.
SCHEMA DI CONTINUO.
Approccio euleriano e lagrangiano, derivata lagrangiana. Cinematica: translazione,
rotazione e deformazione, linee di corrente e traiettorie. Teorema del trasporto.
Equazione di continuità e equazione di Cauchy.
DINAMICA DEI FLUIDI IDEALI.
Equazione di Eulero. Forma alternativa. Vorticità. Equazione della vorticità e sue
implicazioni, circolazione. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni (velocità
Torricelli, tubo di Pitot). Moti irrotazionali: potenziale e funzione di corrente.
Soluzioni analitiche particolari. Moto intorno ad un cilindro, paradosso di
D'Alembert. Teorema di Kutt-Joukowsky. Metodi generali di soluzione, metodo degli
elementi di frontiera.
EQUAZIONI DELLA DINAMICA IN FORMA INTEGRALE.
Equazioni integrali di conservazione della massa e della quantità di moto. Definizione
di corrente, correnti rettilinee e teorema di Benoulli per correnti. Spinte dinamiche in
condotti chiusi, spinte su paratoie. Spinte di getti su pareti, principio di funzionamento
della turbina Pelton. Teorema di Kutta-Joukowsky.
DINAMICA DEI FLUIDI VISCOSI
Equazione costitutiva per i fluidi viscosi Newtoniani. Equazioni di Navier-Stokes.
Moti laminari uniformi: moto indotto da scorrimento, moto tra due piani, moto in un
condotto cilindrico. Equazioni di Stokes. Sviluppo dello strato limite laminare.
DINAMICA DEI FLUIDI VISCOSI TURBOLENTI
Instabilità del moto laminare e transizione alla turbolenza. Scomposizione in moto
medio e fluttuazioni, equazioni di Reynolds. Turbolenza di parete, profili di velocità
in parete liscia, profili di velocità in parete scabra. Legge logaritmica per la velocità
media.
IDRAULICA DELLE CORRENTI IN PRESSIONE
Bilancio in moto uniforme, espressione generale per le perdite distribuite di energia.
Coefficiente di resistenza in moto laminare e in moto turbolento. Esperienze di
Nikuradse. Diagramma di Moody, formula di Colebrook, formule antiche e monomie.
Perdite di energia localizzate. Problemi di verifica diretta e inversa. Esempi. Verifica
di funzionamento: pompe, sifoni.
IDRAULICA DELLE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA: CONCETTI
FONDAMENTALI
Definizioni generali, equazioni di de Saint Venan. Moto uniforme, scala di deflusso.
Caratteristiche energetiche: energia specifica, legame con la portata, profondità
critica. Pendenza critica. Correnti lente e rapide. Celerità di propagazione di piccole
perturbazioni, numero di Froude.
IDRAULICA DELLE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA: MOTO
PERMANENTE E CENNI SUL MOTO VARIO
Equazioni del moto. Profili di corrente in alveo cilindrico ed esempi: variazione di
pendenza. Risalto idraulico, funzione spinta totale. Esempi applicativi in alveo
prismatico: variazioni di pendenza, paratoia. Fenomeni localizzati: pile di ponte,
soglia di fondo, stramazzo in parete larga (Belanger). Cenni sul moto vario:
equazioni, impostazione generale, metodo delle caratteristiche, onde di piena: modello
cinematico.
MOTI DI FILTRAZIONE
Estensione della definizione di mezzo continuo, velocità apparente, legge di Darcy,
coefficiente di filtrazione. Potenziale della velocità. Falde artesiane: flusso attraverso
dreni, pozzi su falda limitata e illimitata inferiormente. Falde freatiche: ipotesi di
Dupuit, flusso attraverso dreni, pozzi.
E1. STATICA DEI FLUIDI
Equazioni dell'idrostatica, carico piezometrico. Spinte e momenti su superfici piane,
spinte su superfici curve. Galleggiamento.
E2. DINAMICA DEI FLUIDI
Applicazioni teorema di Bernoulli. Foronomia. Stramazzi. Applicazioni equazioni
integrali. Venturimetro. Getti.
E3. IDRAULICA DELLE CORRENTI IN PRESSIONE
Equazioni di Kirkoff. Metodo del Cross. Formule empiriche per la valutazione delle
resistenze al moto. Perdite continue e localizzate, problemi dei tre serbatoi, utilizzo
del diagramma di Moody. Concetto di condotte lunghe e condotte corte.
E4. MOTO VARIO NEI SERBATOI E NELLE CORRENTI IN PRESSIONE
Moto vario trattato senza effetti di propagazione. Trattazione anelastica dei problemi
di oscillazione di massa nei sistemi in pressione (pozzi piezometrici e casse d'aria), di
avviamento e del fenomeno del colpo d'ariete. Trattazione elastica del colpo d'ariete.
Utilizzo del metodo grafico Sanider-Bergeron, metodo delle caratteristiche,
concatenate di Allievi.
E5. IDRAULICA DELLE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA
Moto uniforme in sezioni composite. Localizzazione del risalto, esempi di andamento
qualitativo di alcuni profili di moto a pelo libero.
TESTI DI CONSULTAZIONE
E. Marchi, A. Rubatta: "Meccanica dei Fluidi", UTET, Torino.
D. Citrini, G. Noseda: "Idraulica", Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
A. Ghetti: "Idraulica", Edizioni Cortina, Padova.
