Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprensione:
Lo studente apprenderà le nozioni fondamentali dell’Idraulica e svilupperà la capacità di analizzare criticamente la ragione fisica di fenomeni riguardanti fluidi in quiete o in movimento in sistemi naturali o artificiali. Il metodo di indagine è quello della modellistica matematica.
Competenze:
Lo studente maturerà la capacità di applicare le nozioni di base dell'Idraulica a problematiche elementari dell'Ingegneria civile e ambientale.
Autonomia di giudizio:
Lo studente acquisirà gli strumenti di base e svilupperà una capacità critica utili per analizzare ed affrontare in maniera autonoma problemi elementari di Idraulica.
Capacità comunicative:
Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di esporre le conoscenze acquisite con adeguata padronanza e buona proprietà di linguaggio, oltre che con diagrammi e tabelle.
Capacità di apprendimento:
Al termine dell’insegnamento lo studente avrà consolidato conoscenze e competenze di base in Idraulica che gli consentiranno di approfondire successivamente conoscenze e tecniche utili per la progettazione e la verifica di semplici opere di ingegneria idraulica.
Prerequisiti
Conoscenze di base di Analisi matematica e Fisica.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso fornisce allo studente i concetti fondamentali dell’Idraulica.
L’allievo viene messo in grado di risolvere i principali problemi tecnici relativi all’idrostatica, al moto in pressione e al moto a pelo libero.
Aspetti pratici degli argomenti trattati vengono illustrati mediante esercitazioni.
Programma esteso
Definizioni e proprietà fisiche dei fluidi. Definizione di fluido. Il fluido come mezzo continuo. Proprietà fisiche dei fluidi. Concetto di sforzo. Stato di sforzo interno di un fluido.
Elementi di idrostatica. Distribuzione della pressione in un fluido in quiete. Statica dei fluidi incomprimibili. Pressione assoluta e pressione relativa. Altezza di pressione e carico piezometrico. Strumenti di misura della pressione. Forma globale dell’equazione della statica. Spinte idrostatiche su superfici piane e curve. Principio di Archimede. Galleggiamento.
Generalità sul moto dei fluidi. Principio di conservazione della massa. Principio della quantità di moto. Concetto di fluido perfetto. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni tecniche. Efflusso da luci. Regimi di moto. Modello di corrente. Equazione di continuità ed equazione del moto per una corrente.
Correnti in pressione. Moto uniforme delle correnti in pressione. Perdite di carico continue. Leggi di resistenza. Moto permanente delle correnti in pressione. Venturimetro. Perdite localizzate. Correnti in depressione. Scambi di energia tra correnti fluide e macchine idrauliche: pompe e turbine. Sistemi di condotte. Progetto e verifica di impianti.
Correnti a superficie libera. Moto uniforme. Equazione di Chézy. Energia specifica. Stato critico. Correnti lente e correnti veloci. Equazioni del moto permanente. Profili della superficie libera in canale prismatico. Risalto idraulico. Esempi applicativi di tracciamento di profili del pelo libero. Calcolo di un profilo del pelo libero. Stramazzi.
Bibliografia
Testi consigliati
Cengel Y.A., Cimbala J.M. (2015). Meccanica dei fluidi. III Ed. McGraw-Hill, Milano.
Citrini D., Noseda G. (1987). Idraulica. II Ed. CEA, Milano.
Testi di esercizi
Alfonsi G., Orsi E. (1984). Problemi di Idraulica e Meccanica dei fluidi. CEA, Milano.
Metodi didattici
L’insegnamento si articola in:
- lezioni frontali alla lavagna (con l'ausilio della proiezione di diapositive), nel corso delle quali vengono presentati i concetti teorici;
- esercitazioni, nel corso della quali vengono sviluppati problemi di tipo applicativo.
Modalità verifica apprendimento
L'esame consiste di una verifica scritta seguita da una prova orale. Il superamento della prova scritta è condizione necessaria per l'accesso al colloquio. Le due prove devono essere sostenute nel medesimo appello d'esame.
Criteri di valutazione:
- Prova scritta (50% della valutazione complessiva) consistente in 3 esercizi numerici (conoscenza/competenza);
- Prova orale (50% della valutazione complessiva) comprendente:
- Domande teoriche (conoscenza);
- Applicazioni della teoria ed esercizi (competenza/autonomia di giudizio);
- Proprietà di esposizione (capacità comunicativa).
Altre informazioni
Materiale didattico scaricabile dalla pagina web dell’insegnamento sul portale elly.dia.unipr.it.
È vivamente consigliata la frequenza alle lezioni.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
- - -
