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Idraulica A ( 5 CFU )
Prof. Maria Giovanna Tanda
     Tel. 0521905946 - Fax. 0521905953           E-mail. mariagiovanna.tanda@unipr.it           Home page. http://www.unipr.it/~mtanda7

Finalità
Il corso si propone di sviluppare le nozioni di meccanica dei fluidi, precedentemente impostate negli insegnamenti di Fisica, facendo riferimento particolare al fluido acqua affinché gli studenti acquisiscano gli strumenti indispensabili per la comprensione dei sistemi idraulici semplici in vista delle applicazioni trattate nei successivi insegnamenti specialistici.

Programma
I fluidi e il loro movimento. Definizione di fluido. I fluidi come sistemi continui. Concetto di REV. Grandezze della meccanica dei fluidi e unità di misura. Sforzi nei sistemi continui. Densità e peso specifico. Comprimibilità. Tensione superficiale. Viscosità. Assorbimento dei gas. Tensione di vapore di un liquido. Regimi di moto.
Statica dei fluidi. Sforzi interni nei fluidi in quiete. Equazione indefinita della statica dei fluidi. Equazione globale dell'equilibrio statico. Statica dei fluidi pesanti incomprimibili. Statica dei fluidi con piccolo peso specifico. Galleggiamento. Equilibrio relativo.
Cinematica dei fluidi. Velocità ed accelerazione. Elementi caratteristici del moto. Equazione di continuità.
Equazioni fondamentali della dinamica dei fluidi. Equazione indefinita del movimento. Equazione di Eulero. Equazione globale dell'equilibrio dinamico.
Il teorema di Bernoulli. Distribuzione della pressione nel piano normale, correnti lineari. Il teorema di Bernoulli. Interpretazione geometrica ed energetica. Applicazioni. Equazione del moto di un fluido reale. Potenza di una corrente in una sezione, estensione del teorema di Bernoulli ad una corrente. Scambio di energia tra una corrente ed una macchina.
Equazioni del moto dei fluidi reali. Equazione di Navier-Stokes. Equazione del moto di un fluido reale in termini finiti. Equazione globale d'equilibrio.
Correnti in pressione. Generalità sul moto uniforme. Moto laminare. Moto turbolento. Sforzi tangenziali viscosi e turbolenti. Formula di Colebrook e formule pratiche. Perdite di carico localizzate. Calcolo idraulico di una condotta: problemi di verifica e dimensionamento.
Correnti a superficie libera. Caratteri generali. Moto uniforme. Caratteristiche energetiche in una sezione. Alvei a debole e forte pendenza. Carattere cinematico delle correnti (correnti lente e veloci). Profili teorici di moto permanente. Passaggio per lo stato critico. Risalto idraulico.
Cenni sui moti di filtrazione.

Attività d'esercitazione
Vengono svolte esercitazioni numeriche sui seguenti argomenti: calcolo della spinta idrostatica sulle superficie piane o curve; calcolo della spinta dinamica su piastre investite da getto o su tratti di condotta curva; calcolo idraulico di condotte in pressione: problemi di progetto e verifica; circuiti idraulici con pompe o turbine; calcolo dell’altezza di moto uniforme e critica in alvei cilindrici.
Proiezione di filmati scientifici.

Modalità d'esame
Esame scritto e esame orale. Tre prove scritte in corso d’anno in sostituzione dell’esame scritto finale.

Propedeuticità
Analisi matematica AB e C, Geometria, Fisica generale AB.

Testi consigliati
Citrini D. e G. Noseda: Idraulica, Ed. Casa Ed. Ambrosiana, Milano.
Alfonsi G. e E. Orsi, Problemi di Idraulica e Meccanica dei fluidi, Casa Ed. Ambrosiana, Milano.

Testi d'approfondimento
Munson B. R., Young D.F. e T.H. Okiishi: Fundamentals of Fluid Dynamics, John Wiley and Sons, 2002.
 
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