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Programma

Obiettivi generali: Si prevede di fornire le capacità di analisi e di sintesi necessarie per passare da una conoscenza dei fenomeni fisici tipica degli studi di base ad un primo approccio di tipo ingegneristico. E’ giudicata fondamentale la capacità di risolvere per iscritto esercizi semplici, nei quali si deve mostrare una adeguata padronanza nel gestire gli strumenti fisico -matematici fondamentali della meccanica classica, con l’appropriato grado di rigore scientifico necessario nella tecnica. Obiettivi formativi: Acquisizione dei concetti fondamentali di meccanica dei fluidi. Capacità di impostare e risolvere bilanci meccanici semplici di massa, quantità di moto, momento di quantità di moto, energia. Calcolo delle spinte idrostatiche su superfici piane e curve. Si devono mostrare adeguate capacità nella scelta dei volumi di controllo su cui operare i bilanci meccanici, nonché una idonea sensibilità sulle ipotesi da assumere e sugli strumenti da utilizzare. Dal punto di vista tecnico si deve altresì raggiungere una sufficiente padronanza nell’impostare e risolvere i problemi più comuni di moto permanente delle reti di condotte in pressione, mostrando capacità nel tracciamento delle linee dei carichi. INTRODUZIONE. PROPRIETA' FISICHE DEI FLUIDI. ANALISI DIMENSIONALE. Teorema ?. Numeri puri. ANALISI DELLA TENSIONE. Teorema di Cauchy. Tensore degli sforzi. IDROSTATICA. Pressione isotropica. Equazioni cardinali ed indefinite. Carico piezometrico. Spinte idrostatiche su superfici piane e gobbe comunque orientate, su corpi immersi e galleggianti. CINEMATICA DEI FLUIDI. Traiettorie, linee di corrente, linee di fumo. Derivate sostanziali. Accelerazione. Tensore dei gradienti di velocità. MECCANICA DEI MEZZI CONTINUI. Teorema del trasporto. Equazione cardinale e indefinita di continuità. Prima e seconda equazione cardinale e indefinita del moto. DINAMICA DEI FLUIDI IDEALI. Equazioni di Eulero. Condizioni al contorno. Carico totale. Teorema di Bernoulli. EQUAZIONI INTEGRALI DELLA DINAMICA DEI FLUIDI. Equazione di continuità. Portata. Teorema della quantità di moto e del momento della quantità di moto. Correnti. Foronomia. Moti esterni. Getti liberi nell'aria. Spinte dinamiche, macchine idrauliche. DINAMICA DEI FLUIDI VISCOSI. Postulati di Stokes/Newton. Equazioni di Navier-Stokes. Condizioni al contorno. Moti laminari uniformi in condotte circolari. Pendenza motrice, cadente effettiva, coefficiente di resistenza. MOTO UNIFORME NELLE CONDOTTE IN PRESSIONE. Distribuzione di velocità e delle tensioni. Perdite di carico distribuite e leggi di resistenza (Coolebrook/Moody). MOTO PERMANENTE NELLE CONDOTTE IN PRESSIONE. Variazioni di sezione. Perdite localizzate. Condotte in serie ed in parallelo. Sifoni. Reti di condotte a rami ed a maglie. Erogazioni di portata. Esempi applicativi. Impianti di pompaggio e di turbinaggio.


Testi consigliati:
 

  1. MARCHI E., RUBATTA A., Meccanica dei fluidi. Principi ed applicazioni idrauliche. UTET, 1981.
  2. CITRINI D., NOSEDA G., Idraulica. CEA, 1987.
  3. ALFONSI G., ORSI E., Problemi di Idraulica e Meccanica dei fluidi. CEA, Milano, 1984.
  4. GHETTI A., Idraulica, Ed. Cortina, Padova, Ultima ediz. .
  5. LIGGET J.A., CAUGHEY D. A., Fluid Mechanics. An Interactive Text. ASCE Press, Reston, VA, 1998.
  6. WHITE F. M., Fluid Mechanics, Mc Graw Hill Intern. Student Ed., 1979.
  7. EVETT J. B., LIU C., 2500 Solved problems in fluid mechanics & Hydraulics, Shaum's solved problems series, McGraw-Hill Book Company, 1989.
  8. FOGIEL M. & AL., The fluid mechanics and dynamics problem solver, Research and Education Association, New York, 1986.