Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2016/2017
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE
Settore disciplinare: 
IDRAULICA (ICAR/01)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
9
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

OBIETTIVI FORMATIVI
ll corso intende fornire i fondamenti del moto delle correnti fluide in pressione e a superficie libera e gli strumenti per l’analisi dei principali problemi di idrostatica e di idrodinamica, il progetto e la verifica di condotte in pressione e correnti a pelo libero.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO
Conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente, al termine del corso, avrà acquisito la conoscenza degli strumenti di analisi più diffusi per lo studio dei problemi delle correnti fluide in pressione e a superficie libera. Avrà sviluppato la capacità di individuare, di comprendere e di trattare le tematiche più rilevanti nell’ambito del progetto e verifica di condotte in pressione e correnti a pelo libero.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Lo studente avrà sviluppato la capacità di svolgere l’analisi dei problemi di idrostatica quali ad esempio spinte su pareti piane e curve, e del progetto e verifica di condotte in pressione, e dunque di trattarne gli aspetti di calcolo. Il corso prevede, a tal fine, la redazione di specifiche esercitazioni di calcolo, al fine di superare apposita prova scritta.
Autonomia di giudizio
Al termine del percorso di studi lo studente avrà acquisto sufficiente autonomia per effettuare il calcolo di spinte su pareti piane e curve, e di effettuare calcoli di progetto e verifica di condotte in pressione su tubazioni di diversi materiali (ghisa, acciaio, materie plastiche). Sarà in grado, infine, di valutare autonomamente l’adeguatezza delle soluzioni adottate per garantire il soddisfacimento dei requisiti di progetto di paratie piane e curve e di tubazioni in pressione per il trasporto d’acqua.
Abilità comunicative
Al superamento dell’esame lo studente avrà maturato una sufficiente proprietà di linguaggio per quanto attiene la terminologia scientifica specifica dell’idraulica di base. Sarà in grado di descrivere con linguaggio appropriato, anche in forma scritta, le tematiche idrauliche più rilevanti del progetto di opere di ingegneria idraulica e di rappresentare in forma esaustiva i risultati del calcolo di verifica e progetto delle tubazioni in pressione.
Capacità di apprendere
Lo studente avrà acquisito le metodologie di analisi più rilevanti per la trattazione degli aspetti dell’idraulica di base delle opere di ingegneria civile (serbatoi, acquedotti). Avrà pertanto acquisito gli elementi necessari per apprendere in futuro lo sviluppo delle conoscenze in ambito applicativo dell’ingegneria idraulica.

Prerequisiti

Analisi Matematica 1, Fisica 1

Contenuti

Lezioni
Fondamenti di Meccanica dei Fluidi, stato tensionale - Definizione di fluido e sue proprietà. Il continuo fluido. Forze agenti su un continuo fluido - Derivata materiale e derivata locale, teorema del trasporto. Il principio della conservazione della massa e della quantità di moto in forma globale. Stato di tensione in un fluido in quiete, equazioni cardinali della statica, spinte statiche su superfici piane e gobbe. Stato di tensione in un fluido in moto, il tensore delle tensioni. (6 ore).
Fluidi in quiete: la statica - La distribuzione di pressione in un fluido incomprimibile e in un fluido barotropico. Valutazione delle spinte esercitate su superfici piane e curve. Componenti orizzontali e verticali della spinta. Coordinate del centro di spinta (6 ore).
Fluidi in moto: Schema di fluido ideale e teorema di Bernoulli – Interpretazione geometrica ed energetica – applicazioni: foronomia, tubo di pitot, venturimetro per condotte - lo schema di corrente - Le correnti fluide: definizione e grandezze caratteristiche – condizione cinematica in corrispondenza di un interfaccia - Il principio della conservazione della massa e della quantita' di moto per una corrente (12 ore).
Le correnti in pressione - Il calcolo delle resistenze distribuite nelle correnti in pressione in moto stazionario e uniforme – sforzi tangenziali in moto laminare e turbolento – abaco di Moody – formule pratiche condotte in pressione – lunghe condotte – perdite di carico - Dissipazioni concentrate di energia nelle correnti in pressione. Progetto e verifica di semplici impianti di sollevamento – Prevalenza geodetica e manometrica , rendimento, energia, costo – differenza tra pompe e turbine, scelta della pompa (8 ore) .
Le correnti a superficie libera – equazione del moto gradualmente variato – caratteristiche energetiche della corrente in una sezione – correnti lente e veloci – alveo a debole ed a forte pendenza - calcolo delle resistenze distribuite nelle correnti in moto stazionario ed uniforme, la profondità di moto uniforme, scala di deflusso. I possibili stati delle correnti a superficie libera – profili di corrente in alveo a debole pendenza ed a forte pendenza - la profondità critica – attraversamento dello stato critico – altezze coniugate nel risalto per alveo a sezione rettangolare – esempi risalto idraulico – paratoia in alveo a debole ed a forte pendenza (14 ore).
Esercitazioni
Statica : Manometro semplice e differenziale – altezza e quota piezometrica – elementi di geometria delle masse – momenti di inerzia di figure semplici – spinta idrostatica su parete piana – modulo della spinta – coordinate del centro di spinta - spinta su parete curva – interfaccia con gas a pressione maggiore e minore della pressione atmosferica - metodo delle componenti e metodo dell’equilibrio globale (11 ore);
Cinematica : applicazioni del teorema di Bernoulli - impianti di sollevamento – calcolo della potenza e dell’energia calcolo della potenza e dell’energia spesa in un anno da un impianto di sollevamento – formule pratiche condotte in pressione - problemi di verifica per le lunghe condotte – verifica di una condotta con impianto di sollevamento – progetto di una condotta a tubi nuovi ed usati con diametri commerciali - problemi di raddoppio di condotte (16 ore)

Metodi didattici

Lezioni in aula alla lavagna e con proiezione di slides

Verifica dell'apprendimento

L'esame prevede una prova scritta ed una orale. Sono previste prove di verifica in itinere che consentono, se superate, di accedere direttamente all'orale.

Testi

D. Citrini e G. Noseda: "Idraulica", Ed. CEI, Milano.
Carravetta A., Martino R.: Dispense di Idraulica, ed. Fridericiana, Napoli
Dispense del corso (scaricabili dal sito).

Altre informazioni