Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3I040] - IDRAULICAHYDRAULICS
Maurizio BROCCHINI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT05] INGEGNERIA MECCANICA First Cycle Degree (3 years) - [IT05] MECHANICAL ENGINEERING
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2019-2020
Anno regolamentoAnno regolamento: 2018-2019
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ICAR/01 - IDRAULICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenze di base di fisica ed analisi matematica

Basic knowledge of Physics and Mathematical Analysis


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni di Teoria: 59 ore
Esercizi:13 ore

Lectures of Theory: 59 hours
Exercises: 13 hours


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire una preparazione di base per l'interpretazione e la descrizione delle problematiche tipiche dell’Idraulica e della Meccanica dei Fluidi. Il corso si pone, inoltre, l'obiettivo di formare un laureato capace di identificare, formulare e risolvere i problemi dell'Idraulica.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Al fine di affrontare tematiche teoriche e applicative avanzate, anche di notevole complessità, lo studente dovrà acquisire capacità progettuali e di analisi critica dei problemi applicativi tipici dell'Idraulica. Tali capacità si estrinsecheranno attraverso la capacità di soluzione di problemi applicativi inerenti l’Idraulica, con particolare attenzione ai problemi di idrostatica e di idrodinamica.


Competenze trasversali.

L’insegnamento dell’Idraulica, contribuisce con gli insegnamenti dell'area della fisica a presentare le leggi fondamentali della meccanica dei fluidi, enfatizzando le metodologie di indagine e il rigore della descrizione dei fenomeni trattati. Inoltre, insieme agli insegnamenti dell'area dell'ingegneria strutturale, fornisce ed approfondisce i principi teorici fondamentali della meccanica del continuo con riferimento ai fluidi.


Knowledge and Understanding.

The course allows the students to acquire the basis for the interpretation and description of the problems typical of the Hydraulics and Fluid Mechanics. The course also aims at forming a graduate engineer capable of identifying, formulating and solving the problems of the Hydraulics.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

To the aim of facing advanced theoretical and applicative themes, also of great complexity, the student will have to acquire capabilities of design and critical analysis for the problems typical of the Hydraulics. Such capabilities will be expressed through the ability to solve applicative Hydraulics problems, with specific reference to problems of hydrostatics and hydrodynamics.


Transversal Skills.

The teaching of the Hydraulics contributes, along with the teaching of the Physics, to introduce the fundamental laws of Fluid Mechanics, emphasizing the investigation methodologies and the descriptive rigour of the phenomena under scrutiny. Moreover, along with the teaching of the Structural Engineering, provides and deepens the theoretical foundations of the Continuum Mechanics, with reference to the fluids.



PROGRAMMA PROGRAM

Lezioni di Teoria:
Introduzione allo “schema di continuo fluido”. Le forze agenti su un fluido. Fluidi in quiete e l’equazione dell’idrostatica. La distribuzione di pressione in un fluido in quiete. L’equazione di stato. Fenomeni di interfaccia. La spinta statica di un fluido su una superficie piana e gobba. La descrizione dei fluidi in moto: cinematica e analisi locale del moto. I principi della meccanica dei fluidi e dell’idraulica. L'equazione di Cauchy. I fluidi viscosi termoconduttori: legami costitutivi e Teorema della potenza meccanica. Il problema del moto: l'equazione di Navier-Stokes e le condizioni al contorno. Moti unidirezionali: il Moto di Couette, il Moto di Poiseuille e il Moto di Stokes. Moti ad alti Re, dinamica della vorticità e il Teorema di Bernoulli. I moti irrotazionali. Esempi di moti irrotazionali piani. Analisi dimensionale, similitudine e modelli. Lo strato limite e la soluzione di Blasius. La resistenza d'attrito e di forma. La separazione dello strato limite. I moti turbolenti. I moti turbolenti in un meato e la turbolenza di parete. Le correnti fluide. Le equazioni delle correnti. Le perdite di carico distribuite. Il moto nelle condotte e sezione circolare. Le perdite di carico concentrate. Problemi di progetto e verifica di impianti idrici. Le correnti a superficie libera. Il moto stazionario e uniforme. L'equazione dei profili di rigurgito. I profili per i regimi fluviale e torrentizio. Il risalto idraulico.

Esercizi:
Esercizi di Idrostatica.
Esercizi su impianti idraulici in pressione.
Esercizi illustrativi.

Lectures of Theory:
Introduction to the “scheme of fluid continuum”. The forces acting on a fluid. Quiescent fluids and the equation of the hydrostatic. The pressure in a quiescent fluid. The equation of state. Interfacial phenomena. The static thrust of a fluid on planar/non-planar surfaces. The fluids in motion: kinematics and local flow analysis. The principles of fluid mechanics and hydraulics. The Cauchy equation. Thermo-conductive, viscous fluids: constitutive laws and the theorem of mechanical power. The flow problem: the Navier-Stokes equation. Fundamental solutions of the Navier-Stokes equations. High Reynolds numbers flows. Vorticity dynamics and the Bernoulli theorem. The irrotational flows. Examples of planar irrorational flows. Dimensional analysis, similitude and models. The boundary layer theory. Friction and shape flow resistance. The separation of the boundary layer. Fundamentals of turbulent flows. Turbulent flows in pipes. The wall turbulence. The fluid streams. The equations for fluid streams. Distributed head losses. The flow in circular pipes. Localized head losses. Problems of design and control of hydraulic plants. Free-surface streams: the steady-uniform flow, the equation for the free-surface location, free-surface solutions for the riverine and torrent regimes. The hydraulic jump.

Exercises:
Exercises of Hydrostatics.
Exercises on hydraulics plants. idraulici in pressione.
Final illustrative examples.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

Prova scritta propedeutica alla prova orale. La prova scritta è composta da 2 esercizi e 2 domande.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente deve dimostrare, attraverso le prove prima descritte, di aver ben compreso i concetti esposti nel corso sulla teoria e le applicazioni dell'Idraulica.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Ad ogni una delle prove prima indicate è assegnato un punteggio compreso tra zero e trenta e ciascuna prova si ritiene superata se il punteggio è superiore ai 18/30. In particolare, è necessario che lo studente ottenga almeno sei trentesimi per ognuno dei 2 esercizi contenuti nella prova scritta. La valutazione massima è raggiunta dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti del corso nell'ambito delle prove.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto complessivo, in trentesimi, è dato dal voto della prova scritta a cui si aggiunge un punteggio che va da -5/30 a +5/30 in funzione della correttezza delle risposte fornite alle domande della prova orale. La lode è riservata agli studenti che, avendo svolto tutte le prove in modo corretto e completo, abbiano dimostrato una particolare brillantezza nella esposizione orale e nella redazione degli elaborati scritti.


Learning Evaluation Methods.

Pass of a written test, made of 2 exercises and 2 questions, with a valuation of at least 18/30 to access the oral exam.


Learning Evaluation Criteria.

To positively pass the exam, the student has to demonstrate, through the above-mentioned tests, to be well acquainted with both theoretical concepts and use of the applicative tools of the Hydraulics.


Learning Measurement Criteria.

For each of the above-mentioned tests a mark between zero and thirty is given and each test is passed if a mark larger than 18/30 is obtained. In particular, it is necessary that the student gets at least six thirtieths in each of the 2 exercises contained in the written test.


Final Mark Allocation Criteria.

The overall mark, in thirties, is given by the sum of the mark of the written test and a mark ranging between -5/30 and +5/30, as function of the correct answering to the question made during the oral assessment. The highest mark is achieved by a clear demonstration of the knowledge of the course contents. Honours are reserved to students who, having correctly and fully completed all the tests, have demonstrated an exceptionally clear knowledge of the topics.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Dispense del corso di Idraulica (con esercizi) disponibili presso il Centro Copie di Facoltà.

https://learn.univpm.it

Marchi E. e Rubatta A., Meccanica dei Fluidi, UTET, Torino, 1981;
Cengel Y e Cimbala J, Meccanica dei Fluidi, McGraw Hill, Milano, 2007.

Notes of the course of Hydraulics (with exercises) available at the "Centro Copie" of the Faculty.

https://learn.univpm.it

Marchi E. e Rubatta A., Meccanica dei Fluidi, UTET, Torino, 1981;
Cengel Y e Cimbala J, Meccanica dei Fluidi, McGraw Hill, Milano, 2007.


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Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2019-2020
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2019-2020

 


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