Obiettivi formativi specifici

L'insegnamento di Idraulica è diviso in due moduli: "Fondamenti di Idraulica” e "Idraulica Applicata”.
Questa sezione è riferita al modulo di "Idraulica Applicata"
 Con il modulo di "Idraulica Applicata”, lo studente deve acquisire i concetti e gli strumenti operativi necessari per risolvere i problemi di idraulica delle correnti in moto permanente a superficie libera in alvei artificiali. Deve saper delineare in termini qualitativi e calcolare numericamente i profili di rigurgito di correnti a pelo libero in funzione delle condizioni al contorno che caratterizzano la corrente stessa e di eventuali singolarità.

Programma del corso

MODULO DI "IDRAULICA APPLICATA”

Richiami sulle correnti:
Il concetto di corrente. Caratteristiche spaziali e temporali delle correnti. Le equazioni di continuità e del moto.

Caratteristiche geometriche delle correnti a superficie libera
Grandezze geometriche che caratterizzano la sezione trasversale. Grandezze geometriche che caratterizzano il profilo longitudinale. Rappresentazione della geometria degli alvei naturali.

Il moto uniforme nelle correnti a superficie libera
Il moto uniforme. Formule di resistenza per le correnti a pelo libero e coefficienti di scabrezza. Scale di deflusso. Scale di deflusso per sezioni chiuse. Scale di deflusso per sezioni composte. Problemi di verifica e di dimensionamento in condizioni di moto uniforme: metodi grafici (scale di deflusso specifiche e normalizzate) e metodi numerici (bisezione). Instabilità del moto uniforme (correnti rapide).

Caratteristiche energetiche di una corrente a superficie libera
Energia rispetto al fondo. Relazione fra energia e tirante idrico a portata costante. Relazione fra portata e tirante idrico a energia costante. Stato critico. Correnti lente, critiche e veloci. Alvei a pendenza debole, critica e forte.

Caratteristiche generali dei profili di moto permanente gradualmente variato
L'equazione del moto permanente gradualmente variato. Possibili profili di moto permanente negli alvei a debole e a forte pendenza, negli alvei a pendenza critica, negli alvei orizzontali e acclivi. Sezioni di controllo.

Il raccordo fra due diversi profili di moto permanente
Il passaggio attraverso lo strato critico. Il risalto idraulico. Spinta totale. Relazione fra spinta e tirante idrico a portata costante. Relazione fra portata e tirante idrico a spinta costante. Localizzazione del risalto.

Tracciamento dei profili di rigurgito
Il concetto di rigurgito e sua propagazione verso monte e verso valle. Integrazione delle equazioni del moto permanente gradualmente variato per gli alvei prismatici.

Singolarità nelle correnti a superficie libera
Generalità sulle correnti rapidamente variate. Scale caratteristiche (scala della singolarità e scala del profilo di moto permanente). Soglie di fondo ben raccordate. Stramazzo a larga soglia. Contrazioni laterali raccordate e brusche. Modellatori a risalto. Rigurgito provocato dalle pile dei ponti.

Prerequisiti

Analisi matematica: concetti di: funzione (anche a più variabili), limite, derivata, integrale. Fisica: Misura delle grandezze fisiche e unità di misura. Principi ed equazioni fondamentali della meccanica. Energia. Principio di conservazione dell'energia. Fisica matematica: Grandezze scalari e vettoriali. Elementi fondamentali del calcolo vettoriale. Geometria delle masse.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 32

Esercitazioni (ore/anno in aula): 18

Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Citrini D., Noseda D.. Idraulica. Tamburini, Milano.

AA.VV.. Sistemi di fognatura - Manuale di progettazione (Capitolo 12). CSDU - Hoepli.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Gli esami si svolgeranno in forma scritta, attraverso due prove, una per ognuno dei due moduli (Fondamenti di Idraulica; Idraulica Applicata). in ogni appello d'esame, lo studente potrà affrontare una sola o entrambe le prove. La media con arrotondamento all'intero successivo dei due voti (purché entrambi superiori o uguali a 18/30) costituisce il voto finale che, se accettato dallo studente, potrà essere registrato. La registrazione dei voti maggiori di 27/30 potrà avvenire solo previo colloquio orale, unico per entrambi i moduli. Rinunciando all'orale, il voto massimo registrabile è 27/30. La registrazione può essere effettuata in qualsiasi appello ma rigorosamente nel giorno, luogo ed ora che verranno comunicati, assieme ai risultati dello scritto, nella bacheca al piano terra del Dipartimento; è richiesta in ogni caso la presenza dello studente che dovrà firmare il registro cartaceo per accettazione. Il risultato positivo ottenuto in una sola delle due prove, se accettato dallo studente, potrà essere utilizzato ai fini del risultato finale, anche per gli appelli successivi, una volta che verrà superata anche la seconda prova. Per il modulo di Fondamenti di Idraulica è prevista una prova al termine dello svolgimento dell'insegnamento (gennaio) riservata esclusivamente agli studenti che lo hanno frequentato nell'a.a. corrente e che non possono iscriversi agli appelli ordinari della sessione gennaio-febbraio.