Prof. Enrico Foti
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale
Università degli Studi di Catania
 
Corso di Laurea in Ingegneria Edile-Architettura
Programma dell'insegnamento di Idraulica e Costruzioni Idrauliche A.A. 2010/11

 

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1.    Introduzione al corso.

2.    I fluidi e le loro proprietà. Definizione di fluido. I fluidi come sistemi continui. Sforzi nei sistemi continui. Proprietà  meccaniche dei fluidi e unità di misura. Densità e peso specifico. Comprimibilità. Tensione superficiale. Viscosità. Fluidi non-newtoniani. Assorbimento dei gas.

3.   Statica dei fluidi. Sforzi interni nei fluidi in quiete. Equazione indefinita della statica dei fluidi. Equazione globale dell’equilibrio statico. Statica dei fluidi pesanti incomprimibili. Misura della pressione. Spinta su una superficie piana. Spinta su superfici curve. Spinta sopra corpi immersi. Fluidi di piccolo peso specifico. Statica dei fluidi pesanti comprimibili. Equilibrio relativo.

4.     Cinematica dei fluidi. Approccio lagrangiano ed euleriano. Velocità e accelerazione. Rotazione e deformazione. Elementi    caratteristici del campo di moto. Moto permanente, moto uniforme. Regimi di moto: moto laminare e moto turbolento. Conservazione della massa fluida. Equazione di continuità in forma differenziale. Equazione di continuità in forma integrale. Equazione di continuità per le correnti.

5.        Equazioni fondamentali dell’idraulica. Equazione indefinita del movimento. Equazione globale dell’equilibrio dinamico.    Applicazioni: spinta di un getto su una piastra; spinta sopra una curva di una tubazione.

6.      Il teorema di Bernoulli. Generalità - Distribuzione della pressione nel piano normale. Correnti lineari. Il teorema di Bernoulli. Interpretazione geometrica ed energetica. Applicazioni: processi di efflusso, venturimetro, tubo di Pitot.  Estensione al moto vario. Estensione ai fluidi reali. Potenza di una corrente in una sezione. Estensione del teorema di Bernoulli ad una corrente. Relazione fra i coefficienti di ragguaglio. Scambio di energia fra una corrente e una macchina - Estensione del teorema di Bernoulli ai moti irrotazionali. Definizione di strato Limite.

7.        Equazioni del moto dei fluidi reali. Generalità. Le equazioni di Navier-Stokes per i fluidi viscosi. Equazione globale di equilibrio. Azione di trascinamento di una corrente.

8.      Correnti in pressione. Generalità sul moto uniforme. Moto laminare. Caratteristiche generali del moto turbolento: grandezza turbolente e valori medi. Sforzi tangenziali viscosi e turbolenti. Ricerche sul moto uniforme turbolento. Analisi dimensionale. Moto nei tubi lisci. Moto nei tubi scabri. Formule pratiche. Perdite di carico localizzate. Brusco allargamento. Perdite di sbocco, di imbocco e di brusco restringimento. Convergenti e divergenti. Altri tipi di perdite. Dispositivi di strozzamento. Calcolo idraulico di una condotta. Correnti in depressione. Moto di un gas in un tubo cilindrico.

9         Problemi pratici relativi alle lunghe condotte. Generalità. Condotte con erogazione uniforme lungo il percorso. Problemi di verifica del funzionamento dei sistemi di lunghe condotte. Problemi di progetto dei sistemi di lunghe condotte. Scelta del tracciato altimetrico più appropriato per la posa di una condotta.

10      Correnti a pelo libero. Generalità. Caratteristiche energetiche di una corrente in una sezione (analisi locale). Alvei a debole e         a forte pendenza. Carattere cinematico dei due tipi di corrente. Correnti in moto permanente: profili del pelo libero. Il risalto         idraulico.Esempi applicativi.

11      Cenni di Idrologia. Generalità. Fonti di informazione: il Servizio Idrografico. Le piogge: rilevamento e distribuzione. Piogge         massime locali di breve durata. Leggi di probabilità pluviometrica. Formazione dei deflussi.

12      Acquedotti. Generalità. Captazione (delle sorgenti, di falde, di acque superficiali). Requisiti delle acque potabili e giudizio di         potabilità. Tracciato dell’acquedotto esterno. Rete di distribuzione. Serbatoi.

13      Fognature. Generalità. Studio della rete. Tipi di fogne. Elementi di calcolo delle portate fecali e pluviali. Destinazione ultima         e depurazione delle acque di rifiuto.

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