MECCANICA DEI FLUIDI E IDRAULICA

Il corso si inserisce tra le attività formative caratterizzanti del corso di Ingegneria ambientale per la trasizione ecologica. Il corso intende fornire gli elementi di base della meccanica dei fluidi e dell'idraulica con il fine di: inquadrare problematiche di meccanica dei fluidi a partire dall'identificazione delle ipotesi, derivare espressioni analitiche descrittive, usare tali espressioni per ottenere soluzioni quantitative.

Conoscenze
- Conoscenza dei principi base della meccanica dei fluidi e dell’idraulica che regolano il funzionamento delle infrastrutture idrauliche (reti di drenaggi, acquedotti, impiatti di trattamento) e del ciclo naturale dell'acqua.

Abilità:
- Calcolare spinte di pressione.
- Risolvere il moto in condotte singole in pressione date le condizioni al contorno;
- Calcolare il moto in reti idrauliche in pressione;
- Calcolare il moto in condotte o canali a pelo libero;

Capacità di Giudizio:
- Valutare la propria preparazione attraverso esercitazioni pratiche.
- Valutare in modo autonomo la fattibilità di diverse soluzioni impiantistiche.

Analisi matematica (studio funzioni; integrali; equazioni differenziali operatori vettoriali: gradiente, divergenza, rotore; teorema della divergenza). Elementi di Fisica (dinamica del moto, pressione, energia). Algebra lineare (vettori, prodotto scalare, matrici)

- Definizione di sostanza fluida. L’ipotesi del continuo. Dimensioni e unità di misura.
- Proprietà dei fluidi. Viscosità. Tensione Superficiale. Pressione di vapore. Cavitazione
- Statica dei fluidi. Pressione, Spinte su superfici.
- Cinematica dei Fluidi. Derivata totale. teorema del trasporto di Reynolds.
- Dinamica dei fluidi. Equazione di conservazione della massa. Teorema di Bernoulli. Equazione della quantità di moto
- Moto in condotte in pressione. Teorema di Buckingham. Perdite di carico distribuite e concentrate.
- Equazioni differenziali del moto. Equazioni di Navier-Stokes.
- Moto a superficie libera. Moto uniforme.
- Sezione critica, moti supercritici e subcritici, profili di moto.

Meccanica dei Fluidi, V Edizione, Cengel e Cimbala. Mc Graw Hill

L’esame consiste in una prova scritta articolata come segue:

- Tre esercizi numerici:
- Idrostatica (7 punti)
- Condotte in pressione, inclusi efflusso da luci e teorema della quantità di moto (7 punti)
- Canali a superficie libera (7 punti)

- Una domanda aperta di teoria (6 punti), scelta tra quelle presenti nella lista fornita dal docente.

- Tre domande brevi (6 punti in totale), che possono riguardare sia aspetti teorici sia applicazioni di calcolo.

Il punteggio massimo complessivo è 33/30; la lode potrà essere attribuita a chi raggiunga la massima valutazione.

scritto

Il/la docente ha il dovere di vigilare affinché siano rispettate le regole di autenticità e originalità delle prove d'esame. Di conseguenza, nei casi in cui vi sia il sospetto di un comportamento irregolare, l'esame può prevedere un ulteriore approfondimento, contestuale alla prova d'esame, che potrà essere realizzato anche in modalità differente rispetto alle modalità sopra riportate.

21/33 punti per i 3 esercizi;
6/33 punti per domanda di teoria aperte;
6/33 punti per domande di teoria a quiz;

Le verifiche dell'apprendimanto sono progettate per attribuire il seguente livello di conoscenza e comprensione
- voto 28-30L, ottima conoscenza della materia e capacità di applicare in modo deduttivo le conoscenze e gli strumenti acquisiti in problemi nuovi non affrontati in precedenza;
- voto 24-27, buona conoscenza della materia e capacità di applicare le conoscenze e gli strumenti acquisiti in problemi simili a quelli già affrontati;
- voto 18-23, sufficiente conoscenza della materia e capacità di applicare le conoscenze e gli strumenti acquisiti in problemi simili a quelli già affrontati con alcune imrecisioni concettuali e/o di calcolo.

- Lezioni frontali
- Esercitazioni pratiche