IDRAULICA

IDRAULICA

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iten
Codice
60397
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
12 cfu al 2° anno di 8715 INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE (L-7) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ICAR/01
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE )
periodo
Annuale
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il corso di IDRAULICA è il primo corso di Meccanica dei Fluidi che gli studenti incontrano nell'ambito del Corso di Studi in Ingegneria Civile e Ambientale. Il corso è annuale ed articolato su due semestri per un totale di 120 ore e prevede l'assegnazione di 12 crediti formativi.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo del corso è di introdurre i concetti fondamentali della Meccanica dei Fluidi, partendo dalle proprietà dei fluidi e arrivando a definire, attraverso opportuni bilanci di massa e di quantità di moto, isistemi di equazioni differenziali che governano la statica e la dinamica dei fluidi, con particolare riferimento allo studio delle correnti fluide in pressione e a superficie libera.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si propone di fornire allo studente le seguenti capacità operative: 

  • Valutazione di spinte esercitate da fluidi in condizioni di quiete e di moto.
  • Bilanci di massa e quantità di moto.
  • Calcolo e verifica di semplici impianti idraulici.
  • Calcolo dei profili stazionari di corrente a superficie libera.

Obiettivo del corso è di fornire gli strumenti teorici necessari per comprendere i concetti fondamentali del moto dei fluidi e, al contempo, di tradurre questi concetti in strumenti applicativi che consentano allo studente di acquisire la capacità operative di cui sopra.

Modalità didattiche

Il corso è articolato in 120 ore di lezione, di cui  72  teoriche e 48 di esercitazione, equamente suddivise tra I e II semestre.  I concetti che vengono via via sviluppati nelle ore di teoria vengono utilizzati durante le ore di esercitazione per l'applicazione a casi di interesse ingegneristico.  

 

PROGRAMMA/CONTENUTO

Fondamenti di Meccanica dei Fluidi - Definizione fluido e sue proprietà. Analisi dimensionale e teorema di Buckingham. il continuo fluido. Forze agenti su un continuo fluido. Lo stato di tensione in un fluido in quiete. L'equazione di stato. Fenomeni di interfaccia. Lo stato di tensione in un fluido in moto. 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. Schema di fluido ideale e teorema di Bernoulli.

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 gobbe. Galleggiamento e stabilità dei corpi immersi e galleggianti.

Fluidi in moto: lo schema di corrente - Le correnti fluide: definizione e grandezze caratteristiche. Il principio della conservazione della massa e della quantita' di moto per una corrente.

Le correnti in pressione - Il calcolo delle resistenze distribuite nelle correnti in pressione in moto stazionario e uniforme. Dissipazioni concentrate di energia nelle correnti in pressione. Progetto e verifica di semplici impianti idraulici. Cenni alle macchine idrauliche. Forze esercitate da getti su corpi di forma complessa.  Cenni al moto vario nelle correnti in pressione.

Le correnti a superficie libera – il calcolo delle resistenze distribuite nelle correnti in moto stazionario ed uniforme, la profondità di moto uniforme. I possibili stati delle correnti a superficie libera, la profondità critica. Le correnti stazionarie e non uniformi, l'equazione dei profili. Fenomeni localizzati: il risalto idraulico, l'imbocco, lo sbocco, i restringimenti di sezione. Cenni sulla propagazione di onde nelle correnti a superficie libera, il modello dell'onda cinematica.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

  • Dispense del corso (disponibili su aulaWeb insieme al materiale per le esercitazioni).
  • Marchi-Rubatta, Meccanica dei fluidi principi e applicazioni, Utet, 1981. 

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Gli studenti saranno ricevuti dal docente su appuntamento concordato tramite email o contatto telefonico.

LEZIONI

Modalità didattiche

Il corso è articolato in 120 ore di lezione, di cui  72  teoriche e 48 di esercitazione, equamente suddivise tra I e II semestre.  I concetti che vengono via via sviluppati nelle ore di teoria vengono utilizzati durante le ore di esercitazione per l'applicazione a casi di interesse ingegneristico.  

 

ESAMI

Modalità d'esame

L'esame prevede due prove scritte ed un orale finale. Le prove scritte vertono sui temi applicativi affrontati rispettivamentre nel I e nel II semestre del corso. Lo studente accede all'orale dopo aver conseguito un punteggio  pari ad almeno 18/32 in ciascuna delle prove scritte.  Durante il corso sono previste quattro prove scritte di verifica in itinere (due per semestre).  Ciascuna prova intermedia si considera superata se lo studente ha conseguito un punteggio pari ad almeno 15/32.  Lo studente è esonerato dal sostenere la prova scritta relativa a un semestre se ha superato entrambe le prove di verifica intermedie del semestre con una media dei punteggi pari ad almeno 18/32.

Modalità di accertamento

Le prove scritte, sia intermedie che finali, vertono su esercizi applicativi relativi alle tematiche affrontate nel semestre, con particolare riferimento agli argomenti sviluppati durante le ore di esercitazione e alle capacità operative dichiarate negli obiettivi formativi. Le prove scritte relative alla prima parte del corso includono esercizi relativi alla valutazione di spinte esercitate da fluidi in quiete, bilanci di massa e quantità di moto e calcolo e verifica di semplici impianti idraulici.  Le prove scritte relative alla seconda parte includono invece esercizi relativi alla determinazione qualitativa e quantitativa dei profili di moto stazionario in correnti a superficie libera. La prova orale finale, a cui lo studente accede dopo aver superato le prove scritte, è rivolta ad accertare le comprensione delle  conoscenze teoriche acquisite dallo studente. L'esame verte dunque sulla formulazione del problema del moto di un fluido e sulle dimostrazioni conseguenti, che consentono di formalizzare e di derivare gli strumenti applicativi già utilizzati nelle prove scritte.