Introduzione al continuo fluido. Dimensioni ed unita? di misura. La densita? e il peso specifico. La temperature assoluta. La pressione e l'equazione di stato. La comprimibilita? nei fluidi. Viscosita?. Fluidi newtoniani e non newtoniani. Il fluido ideale. Tensione superficiale e capillarita?.
Il sistema fluido. Sforzi normali e di taglio. Relazione tra le componenti di taglio. Il tetraedro elementare. Sforzi in fluidi a riposo ed in movimento. Direzioni e tensioni principali. Equazione dell'idrostatica. Fluidi comprimibili (trasformazioni politropiche) ed incomprimibili. Il carico piezometrico. Manometri. Spinta idrostatica su superfici immerse: superfici piane, superfici gobbe aperte e chiuse, corpi galleggianti. Grandezze fondamentali e derivate. Il teorema p. Principali numeri adimensionali. Similitudine meccanica completa e parziale. Caratteri del moto. La velocità, le linee di corrente, le traiettorie e le linee di fumo. La rappresentazione del moto: visione euleriana e lagrangiana. La derivata sostanziale. L'accelerazione. La cinematica del moto di un fluido e le velocità di deformazione.
Sistema fluido e volume di controllo. Il teorema di Reynolds del trasporto. Conservazione della massa, della quantità? di moto e del momento angolare. Spinta su di un condotto a sezione variabile e su di una curva. Spinta di un getto. Pressione statica, dinamica e totale. Perdita di carico e prevalenza. Tubo di Venturi come misuratore e come aspiratore. Caduta di pressione in moto permanente e uniforme di un fluido viscoso. Dissipazione di energia dovute alla viscosità. Numero di Reynolds, instabilità del moto laminare, caratteristiche qualitative della turbolenza. Brusco allargamento, perdite di carico concentrate. Resistenza al moto di tubi lisci, artificialmente scabri ed a scabrezza naturale. Illustrare i principi di funzionamento ed i criteri di scelta di una macchina idraulica, nonchè i metodi usati per regolare le principali macchine motrici ed operatrici. Fornire le nozioni fondamentali relative agli impianti di conversione dell'energia, ai meccanismi di scambio di lavoro dei componenti (macchine motrici e operatrici) e alle loro caratteristiche operative. Descrivere le caratteristiche operative degli impianti idroelettrici e di accumulazione e pompaggio. Analizzare il funzionamento delle principali macchine operatrici (pompe) con particolare riferimento ai relativi campi di applicazione, ai criteri di scelta ed alle tecniche di regolazione. Scambio di lavoro nelle macchine dinamiche: equazione di bilancio della quantità di moto e del momento della quantità di moto. Equazione di Eulero per le turbomacchine. Definizione di grado di reazione. Triangoli di velocità.
Caratteristiche generali delle turbine idrauliche e schemi di impianto. Espressioni della potenza di una T.I. e definizioni di rendimento globale, rendimento di turbina, rendimento di condotta. Cenni sulla teoria della similitudine e numero di giri specifico. Tipi di T.I. e loro differenziazione in funzione del salto e della portata. Turbine Pelton: proporzionamento, triangoli di velocità, regolazione, velocità di fuga. Turbine Francis: triangoli di velocità, regolazione, tubo diffusore e problemi di cavitazione. Turbine Kaplan: triangoli di velocità, regolazione con variazione dell'assetto delle pale statoriche e rotoriche. Impianti di accumulazione e pompaggio. Scelta delle macchine idrauliche. Macchine idrauliche reversibili.
Classificazione: pompe, compressori, macchine operatrici dinamiche e volumetriche. Macchine operatrici a fluido incomprimibile (pompe): definizioni fondamentali di prevalenza totale, manometrica e utile. Pompe volumetriche alternative e rotative. Pompe dinamiche: equazione dello scambio di lavoro tra macchina e fluido, grado di reazione, rendimento interno, potenza assorbita. Curve caratteristiche delle pompe centrifughe: caratteristica teorica calcolata a infinite pale e a z pale, perdite interne e caratteristica reale. Accoppiamento della pompa con il circuito utilizzatore, punto di funzionamento e regolazione delle pompe. Cenni alle pompe assiali, criteri di regolazione. Stabilità di funzionamento: il fenomeno del pompaggio. Il problema della cavitazione nelle pompe: NPSH richiesto e disponibile. Pompe in serie ed in parallelo. Avviamento e scelta di una pompa.
Ultimo aggiornamento: 27-06-2025
