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COSTRUZIONI IDRAULICHE E MARITTIME E IDROLOGIA
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Conoscenze e capacità di comprensione: Al termine del corso lo studente avrà integrato la sua conoscenza delle discipline dell’idraulica, dell’impiantistica idraulica e delle correnti fluviali. Avrà approfondito lo studio delle differenti tipologie di macchine idrauliche e dei loro impieghi, avrà conoscenza delle principali problematiche connesse all’avviamento ed alla chiusura di un impianto idroelettrico ad alta caduta e piccola portata.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Alla fine del percorso di studio lo studente avrà sviluppato la capacità di dimensionare una condotta forzata, un pozzo piezometrico ed avrà acquisito nozioni sulla verifica e dimensionamento di un alveo fluviale.
Autonomia di giudizio: Lo studente arriverà a possedere gli strumenti per riconoscere affrontare e risolvere le principali problematiche connesse alla progettazione ed all’esercizio impianti idraulici esaminati durante il corso.
Capacità comunicative: Al superamento dell’esame lo studente avrà maturato una sufficiente proprietà di linguaggio, per quanto attiene alla terminologia tecnica specifica dell’insegnamento e sarà in grado di comunicare le proprie conoscenze con mezzi adeguati, mediante l’utilizzo di strumenti di uso comune nel settore.
Capacità di apprendimento: Lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze in materia di impianti idroelettrici e dell’ingegneria fluviale attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.
Prerequisiti
Metodi didattici
Verifica Apprendimento
La prova orale ha lo scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento e l'abilità comunicativa.
Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione:
30 - 30 e lode: Lo studente dimostra una conoscenza completa e dettagliata della materia: conosce i contenuti rilevanti, utilizza una terminologia corretta, individua e spiega i principali concetti, integra approfondimenti personali nella propria sintesi; evidenzia una comprensione eccellente della materia: distingue chiaramente tra le idee principali e quelle di sopporto, sa inquadrare i punti chiave, rinforza gli argomenti con riferimenti al materiale integrativo o ad approfondimenti individuali, sviluppa collegamenti interdisciplinari; manifesta capacità ben consolidate di applicare le conoscenze e di analizzare i risultati; espone la materia in modo chiaro e strutturato: il suo discorso è organizzato, logico, maturo e conciso.
28 - 29: Lo studente dimostra una conoscenza approfondita della materia: conosce i contenuti rilevanti, utilizza una terminologia corretta, individua e spiega la maggior parte dei principali concetti; evidenzia una solida comprensione della materia: inquadra la maggior parte dei punti chiave benché non sempre distingua bene gli argomenti principali da quelli meno importanti, discute gli argomenti con riferimenti al materiale integrativo o ad approfondimenti individuali; manifesta ottime capacità di applicare le conoscenze e di analizzare i risultati; espone la materia in modo chiaro e articolato: il suo discorso è organizzato, logico, maturo ed essenziale, pur ammettendo qualche imprecisione.
25 - 27: Lo studente dimostra un’ampia conoscenza della materia: conosce, anche se non spiega completamente, i contenuti rilevanti; utilizza la terminologia, ma non sempre in modo preciso; individua i concetti chiave, ma non riesce a spiegarli completamente o con precisione; evidenzia una comprensione adeguata della materia: distingue i punti chiave importanti, ma non riesce a inquadrarli completamente; manifesta buone capacità di applicare le conoscenze; espone in modo chiaro, ma non sempre completo, con un’organizzazione schematica e pensieri talvolta frammentati e ripetitivi.
22 - 24: Lo studente dimostra un’accettabile conoscenza della materia: conosce la maggioranza dei contenuti ma manifesta lacune, mostra una certa confusione in alcuni concetti importanti anche se non essenziali; evidenzia una comprensione essenziale della materia: non riesce sempre a inquadrare tutti i suoi argomenti o talvolta lo fa con imprecisione; manifesta discrete capacità di applicare i concetti fondamentali della materia; espone in modo corretto, ma senza una struttura del tutto chiara e coerente, inserendo in alcuni punti dello sviluppo materiale poco rilevante.
18 - 21: Lo studente dimostra una limitata conoscenza della materia: conosce i contenuti più rilevanti ma manifesta numerose lacune, individua una buona parte dei concetti chiave ma non riesce a illustrarli con completezza e precisione; dimostra una comprensione basica della materia: ha qualche difficoltà a distinguere i punti chiave e non sempre riesce a inquadrarli compitamente per incompletezza o imprecisione; manifesta incertezze nell’applicare i concetti fondamentali della materia; espone in modo poco chiaro e confuso, usa la lingua in modo poco organizzato, con pensieri frammentati e ripetitivi, non sempre utilizza la terminologia con precisione.
Insufficiente: Lo studente dimostra una conoscenza scarsa e frammentaria della materia: non conosce i contenuti essenziali, manifestando estese lacune, e non individua i concetti chiave; manifesta gravi errori di comprensione, non risponde a numerose domande o non risolve numerosi problemi; manifesta errori nell’applicare i concetti fondamentali della materia; non raggiunge un livello accettabile di articolazione del pensiero relativo alla materia.
Testi
MARCHI RUBATTA, Meccanica dei Fluidi, Ed. UTET.
CENGEL YUNUS A.; CIMBALA JOHN M.; Meccanica dei Fluidi. McGraw-Hill Education
Contenuti
I temi principali del corso sono le acque superficiali (Correnti a superficie libera) e il moto vario nelle correnti in pressione (Colpo d’ariete). Data l'importanza della sperimentazione di laboratorio nei problemi idraulici, un altro argomento centrale è la teoria della modellazione; sono previste delle lezioni ed esercitazioni relative alla modellazione fisica e numerica di fenomeni idraulici (Similitudine e Modelli). Nel corso verranno descritti e analizzati gli impianti Idroelettrici ad alta caduta e piccola portata. Il corso prevede, oltre alle ore di lezione, alcune ore di esercitazione per l’applicazione delle nozioni teoriche a problemi reali che possono interessare l’ingegnere civile.
Programma del corso
Proprietà e statica dei fluidi (1 credito)
Definizione di liquido. Grandezze dell’idraulica. Densità e peso specifico. Comprimibilità. Viscosità. Regimi di movimento. Sforzi interni nei liquidi in quiete. Equazione indefinita dell’idrostatica. Carico piezometrico. Strumenti di misura delle pressioni. Spinta su superfici piane. Equazione globale dell’equilibrio idrostatico. Spinta su superfici curve. Equilibrio dei corpi immersi. Stabilità dei corpi galleggianti.
Liquidi perfetti (1 credito)
Velocità e accelerazione. Elementi caratteristici del moto: traiettorie, linee di corrente. Tipi di movimento. Equazione di Eulero. Proiezione dell'equazione di Eulero lungo la tangente, la normale e la binormale di un punto di una traiettoria. Distribuzione della pressione nel piano normale. Correnti lineari. Il teorema di Bernoulli: interpretazione geometrica ed energetica del teorema di Bernoulli; applicazione del teorema di Bernoulli a processi di efflusso. Potenza di una corrente. Estensione del teorema di Bernoulli ad una corrente. Equazioni del moto vario per liquido perfetto: integrazione lungo una traiettoria e lungo una linea di corrente. Studio dell'avviamento del moto in una condotta. Studio delle oscillazioni di un pozzo piezometrico. Equazioni globali di equilibrio in condizioni dinamiche. Azioni dinamiche sulle turbine Pelton.
Modelli idraulici (0.5 crediti)
Analisi dimensionale: teorema Buckingham e sue applicazioni. Cenni sui modelli idraulici. Similitudine di Reynolds. Similitudine di Froude.
Fluidi reali (1 credito)
Equazione di Navier-Stokes. Equazione globale di equilibrio per un liquido reale. Applicazione dell'equazione di Navier al moto laminare: moto tra due piastre; moto in condotta circolare; moto in sezione rettangolare larga. Il moto turbolento: esperienza di Reynolds; equazione di equilibrio globale per il moto turbolento; genesi delle tensioni turbolente; distribuzione della velocità nella sezione circolare; indice di resistenza e sue espressioni per il tubo liscio e il tubo scabro; diagrammi di velocità in funzione dei parametri caratteristici del moto turbolento; formula di Colebrook; diagramma di Moody; problemi di progetto e di verifica risolti con il diagramma di Moody e con curve ausiliarie; dipendenza della perdita di carico per unità di lunghezza di tubazione dal diametro e dalla portata per i diversi tipi di moto; formule pratiche per il moto turbolento.
Moto vario nelle correnti in pressione (1 credito)
Impianti Idroelettrici. Il colpo d'ariete: descrizione del fenomeno; equazione del moto; equazione di continuità; integrali generali del colpo d'ariete; equazioni concatenate; determinazione del sovraccarico all'otturatore e in una generica sezione; formula di Allievi-Michaud.
Correnti a pelo libero (1,5 crediti)
Generalità. Il moto uniforme; verifica e dimensionamento dei canali; caratteristiche energetiche della corrente in una sezione; alvei a debole e forte pendenza; carattere cinematico dei due tipi di movimento; correnti in moto permanente; profili del pelo libero; risalto idraulico. Esempi Applicativi