Cognome ORALE DI IDRAULICA (IC) · 2017-03-31 · Cognome _____ ORALE DI IDRAULICA (IC) Nome _____...
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Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC) Nome __________________ del 6 aprile 2016 Matricola _______________ TEMA 1 Lungo un tratto di tubazione di diametro d=0.5 m in cui fluisce acqua è posta una saracinesca S parzialmente chiusa. Sapendo che la saracinesca determina una dissipazione localizzata E=4 m, la spinta del fluido sulla saracinesca vale circa 5.3 kN 6.2 kN 7.7 kN Un canale a sezione rettangolare è diviso in due tratti. Il tratto di monte è caratterizzato da una pendenza ifm=0.0028 e da un coefficiente di scabrezza secondo Strickler pari a kSm=35 m 1/3 /s. Sapendo che, qualsiasi sia la portata fluente, l’altezza di moto uniforme nei due tratti è la stessa, e che il coefficiente di scabrezza del tratto di valle è kSv=45 m 1/3 /s, la pendenza del tratto di valle vale approssimativamente ifv=0.0017 ifv=0.0022 ifv=0.0026 Un tubo si dice idraulicamente scabro quando il moto è turbolento la scabrezza è sufficientemente più grande dello spessore del sottostrato limite la scabrezza relativa è sufficientemente più grande dello spessore del sottostrato limite Il serbatoio a tenuta di figura, di profondità unitaria, è chiuso dalla paratoia piana di traccia AB, incernierata in A. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, l’altezza H nel piezometro vale 0.333 m 0.667 m 1.000 m I serbatoi A e B, contenenti acqua, e lo sbocco libero C di figura sono collegati mediante le tre lunghe condotte 1, 2 e 3. La portata Q2 che esce dal serbatoio B vale Q2=0.4 m 3 /s. Potendo esprimere la dissipazione di energia lungo la generica condotta “i” mediante la relazione Ei=iQi 2 ed essendo per le condotte 1 e 2 rispettivamente 1=165 s 2 /m 5 e 2=120 s 2 /m 5 , si dica se il flusso lungo la condotta 1 è diretto verso il serbatoio A è uscente dal serbatoio A ha direzione dipendente dal valore assunto da 3 DOMANDA APERTA In una condotta, in presenza di un brusco allargamento si determina una dissipazione di energia localizzata (perdita di Borda). Si determini l’espressione della perdita localizzata E, indicando in modo chiaro tutte le ipotesi che vengono introdotte nella trattazione. S H acqua 200 m A 100 m 230 m C 1 2 3 B
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Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 6 aprile 2016
Matricola _______________ TEMA 1
Lungo un tratto di tubazione di diametro d=0.5 m in cui fluisce acqua è posta una saracinesca S parzialmente chiusa. Sapendo che la saracinesca determina una dissipazione localizzata E=4 m, la spinta del fluido sulla saracinesca vale circa
5.3 kN
6.2 kN
7.7 kN
Un canale a sezione rettangolare è diviso in due tratti. Il tratto di monte è caratterizzato da una pendenza ifm=0.0028 e da un coefficiente di scabrezza secondo Strickler pari a kSm=35 m1/3/s. Sapendo che, qualsiasi sia la portata fluente, l’altezza di moto uniforme nei due tratti è la stessa, e che il coefficiente di scabrezza del tratto di valle è kSv=45 m1/3/s, la pendenza del tratto di valle vale approssimativamente
ifv=0.0017
ifv=0.0022
ifv=0.0026
Un tubo si dice idraulicamente scabro quando
il moto è turbolento
la scabrezza è sufficientemente più grande dello spessore del sottostrato limite
la scabrezza relativa è sufficientemente più grande dello spessore del sottostrato limite
Il serbatoio a tenuta di figura, di profondità unitaria, è chiuso dalla paratoia piana di traccia AB, incernierata in A. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, l’altezza H nel piezometro vale
0.333 m
0.667 m
1.000 m
I serbatoi A e B, contenenti acqua, e lo sbocco libero C di figura sono collegati mediante le tre lunghe condotte 1, 2 e 3. La portata Q2 che esce dal serbatoio B vale Q2=0.4 m3/s. Potendo esprimere la dissipazione di energia lungo la generica condotta “i” mediante la relazione Ei=iQi
2 ed essendo per le condotte 1 e 2 rispettivamente 1=165 s2/m5 e 2=120 s2/m5, si dica se il flusso lungo la condotta 1
è diretto verso il serbatoio A
è uscente dal serbatoio A
ha direzione dipendente dal valore assunto da 3
DOMANDA APERTA
In una condotta, in presenza di un brusco allargamento si determina una dissipazione di energia localizzata (perdita di Borda). Si determini l’espressione della perdita localizzata E, indicando in modo chiaro tutte le ipotesi che vengono introdotte nella trattazione.
S
H
acqua
200 m
A
100 m
230 m
C
12
3
B
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 6 aprile 2016
Matricola _______________ TEMA 2
Il serbatoio a tenuta di figura, di profondità unitaria, è chiuso dalla paratoia piana di traccia AB, incernierata in A. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, l’altezza H nel piezometro vale
0.333 m
0.667 m
1.000 m
Lungo un tratto di tubazione di diametro d=0.4 m in cui fluisce acqua è posta una saracinesca S parzialmente chiusa. Sapendo che la saracinesca determina una dissipazione localizzata E=5 m, la spinta del fluido sulla saracinesca vale circa
5.3 kN
6.2 kN
7.7 kN
Un tubo si dice idraulicamente liscio quando
il moto è laminare
la scabrezza è sufficientemente più piccola dello spessore del sottostrato limite
la scabrezza relativa è sufficientemente più piccola dello spessore del sottostrato limite
I serbatoi A, B e C di figura, contenenti acqua, sono collegati mediante le tre lunghe condotte 1, 2 e 3. La portata Q2 che esce dal serbatoio C vale Q2=0.4 m3/s. Potendo esprimere la dissipazione di energia lungo la generica condotta “i” mediante la relazione Ei=iQi
2 ed essendo per le condotte 1 e 2 rispettivamente 1=165 s2/m5 e 2=120 s2/m5, si dica se il flusso lungo la condotta 1
è diretto verso il serbatoio A
è uscente dal serbatoio A
ha direzione dipendente dal valore assunto da 3
Un canale a sezione rettangolare è diviso in due tratti. Il tratto di valle è caratterizzato da una pendenza ifv=0.0015 e da un coefficiente di scabrezza secondo Strickler pari a kSv=40 m1/3/s. Sapendo che, qualsiasi sia la portata fluente, l’altezza di moto uniforme nei due tratti è la stessa, e che il coefficiente di scabrezza del tratto di monte è kSm=31 m1/3/s, la pendenza del tratto di monte vale approssimativamente
ifm=0.0019
ifm=0.0022
ifm=0.0025
DOMANDA APERTA
Si illustri il principio di funzionamento di un’elica e si discuta in particolare il caso di un aereo in moto da sinistra verso destra, valutando l’espressione del rendimento.
H
acqua
S
200 m
A100 m
B
230 m
C
12
3
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 6 aprile 2016
Matricola _______________ TEMA 3
Un tubo si dice idraulicamente scabro quando
il moto è turbolento
la scabrezza è sufficientemente più grande dello spessore del sottostrato limite
la scabrezza relativa è sufficientemente più grande dello spessore del sottostrato limite
Un canale a sezione rettangolare è diviso in due tratti. Il tratto di monte è caratterizzato da una pendenza ifm=0.0028 e da un coefficiente di scabrezza secondo Strickler pari a kSm=32 m1/3/s. Sapendo che, qualsiasi sia la portata fluente, l’altezza di moto uniforme nei due tratti è la stessa, e che la pendenza del tratto di valle è ifv=0.0014, il coefficiente di scabrezza del tratto di valle vale approssimativamente
kSv=45 m1/3/s
kSv=53 m1/3/s
kSv=64 m1/3/s
Il serbatoio a tenuta di figura, di profondità unitaria, è chiuso dalla paratoia piana di traccia AB, incernierata in B. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, l’altezza H nel piezometro vale
0.333 m
0.667 m
1.000 m
I serbatoi A e B, contenenti acqua, e lo sbocco libero C di figura sono collegati mediante le tre lunghe condotte 1, 2 e 3. La portata Q2 che esce dal serbatoio B vale Q2=0.4 m3/s. Potendo esprimere la dissipazione di energia lungo la generica condotta “i” mediante la relazione Ei=iQi
2 ed essendo per le condotte 1 e 2 rispettivamente 1=165 s2/m5 e 2=120 s2/m5, si dica se il flusso lungo la condotta 1
è diretto verso il serbatoio A
è uscente dal serbatoio A
ha direzione dipendente dal valore assunto da 3
Lungo un tratto di tubazione di diametro d=0.5 m in cui fluisce acqua è posta una saracinesca S parzialmente chiusa. Sapendo che la saracinesca determina una dissipazione localizzata E=4 m, la spinta del fluido sulla saracinesca vale circa
5.3 kN
6.2 kN
7.7 kN
DOMANDA APERTA
In una condotta, in presenza di un brusco allargamento si determina una dissipazione di energia localizzata (perdita di Borda). Si determini l’espressione della perdita localizzata E, indicando in modo chiaro tutte le ipotesi che vengono introdotte nella trattazione.
H
acqua
200 m
A
100 m
230 m
C
12
3
B
S
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 6 aprile 2016
Matricola _______________ TEMA 4
Un canale a sezione rettangolare è diviso in due tratti. Il tratto di valle è caratterizzato da una pendenza ifv=0.0025 e da un coefficiente di scabrezza secondo Strickler pari a kSv=35 m1/3/s. Sapendo che, qualsiasi sia la portata fluente, l’altezza di moto uniforme nei due tratti è la stessa, e che la pendenza del tratto di monte è ifm=0.0015, il coefficiente di scabrezza del tratto di monte vale approssimativamente
kSm=40 m1/3/s
kSm=45 m1/3/s
kSm=50 m1/3/s
Lungo un tratto di tubazione di diametro d=0.4 m in cui fluisce acqua è posta una saracinesca S parzialmente chiusa. Sapendo che la saracinesca determina una dissipazione localizzata E=5 m, la spinta del fluido sulla saracinesca vale circa
5.3 kN
6.2 kN
7.7 kN
I serbatoi A, B e C di figura, contenenti acqua, sono collegati mediante le tre lunghe condotte 1, 2 e 3. La portata Q2 che esce dal serbatoio C vale Q2=0.4 m3/s. Potendo esprimere la dissipazione di energia lungo la generica condotta “i” mediante la relazione Ei=iQi
2 ed essendo per le condotte 1 e 2 rispettivamente 1=165 s2/m5 e 2=120 s2/m5, si dica se il flusso lungo la condotta 1
è diretto verso il serbatoio A
è uscente dal serbatoio A
ha direzione dipendente dal valore assunto da 3
Un tubo si dice idraulicamente liscio quando
il moto è laminare
la scabrezza è sufficientemente più piccola dello spessore del sottostrato limite
la scabrezza relativa è sufficientemente più piccola dello spessore del sottostrato limite
Il serbatoio a tenuta di figura, di profondità unitaria, è chiuso dalla paratoia piana di traccia AB, incernierata in B. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, l’altezza H nel piezometro vale
0.333 m
0.667 m
1.000 m
DOMANDA APERTA
Si illustri il principio di funzionamento di un’elica e si discuta in particolare il caso di un aereo in moto da sinistra verso destra, valutando l’espressione del rendimento.
S
200 m
A100 m
B
230 m
C
12
3
H
acqua
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 1
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura la condotta AB è lunga complessivamente L=11500 m, è caratterizzata da un diametro d=0.8 m e da un coefficiente di scabrezza della formula di Gauckler-Strickler kS=80 m1/3/s. Inizialmente la saracinesca S determina una dissipazione localizzata S0=4 m. Nell’ipotesi di trascurare tutte le altre dissipazioni localizzate si calcoli
la portata Q0 fluente lungo la condotta;
l’energia e la pressione nel punto M sapendo che il tratto AM di condotta è lungo LAM=3500 m;
Successivamente la saracinesca S viene manovrata in modo che la pressione in M coincida con la pressione atmosferica Nell’ipotesi di trascurare tutte le altre dissipazioni localizzate si calcoli
la nuova portata Q1 fluente lungo la condotta;
la dissipazione di energiaS1 prodotta dalla saracinesca S.
Volendo mantenere pressione atmosferica nel punto M e la stessa portata iniziale Q0, si inserisce una pompa in corrispondenza della sezione P di figura. In queste condizioni, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate ad eccezione di quella prodotta dalla saracinesca S, si calcoli
la prevalenza HP e la potenza utile PU della pompa;
la dissipazione di energiaS2 prodotta dalla saracinesca S.
Si traccino schematicamente, per i tre diversi casi, l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è largo B=12 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.025; il tratto di valle è largo b=10 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=50 m1/3/s, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
51.0 m
92.0 m
A
BS
M
P
83.2 m
PIANTA
B b
1 2 43
PROFILO
if=0.002
kS=50 m1/3/s
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 2
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura la condotta AB è lunga complessivamente L=12000 m, è caratterizzata da un diametro d=0.8 m e da un coefficiente di scabrezza della formula di Gauckler-Strickler kS=80 m1/3/s. Inizialmente la saracinesca S determina una dissipazione localizzata S0=4 m. Nell’ipotesi di trascurare tutte le altre dissipazioni localizzate si calcoli
la portata Q0 fluente lungo la condotta;
l’energia e la pressione nel punto M sapendo che il tratto AM di condotta è lungo LAM=4000 m;
Successivamente la saracinesca S viene manovrata in modo che la pressione in M coincida con la pressione atmosferica Nell’ipotesi di trascurare tutte le altre dissipazioni localizzate si calcoli
la nuova portata Q1 fluente lungo la condotta;
la dissipazione di energiaS1 prodotta dalla saracinesca S.
Volendo mantenere pressione atmosferica nel punto M e la stessa portata iniziale Q0, si inserisce una pompa in corrispondenza della sezione P di figura. In queste condizioni, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate ad eccezione di quella prodotta dalla saracinesca S, si calcoli
la prevalenza HP e la potenza utile PU della pompa;
la dissipazione di energiaS2 prodotta dalla saracinesca S.
Si traccino schematicamente, per i tre diversi casi, l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è largo B=12 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.025; il tratto di valle è largo b=10 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=30 m1/3/s, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
51.0 m
92.0 m
A
BS
M
P
83.2 m
PIANTA
B b
1 2 43
PROFILO
if=0.002
kS=30 m1/3/s
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 3
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura la condotta AB è lunga complessivamente L=10500 m, è caratterizzata da un diametro d=1.0 m e da un coefficiente di scabrezza della formula di Gauckler-Strickler kS=80 m1/3/s. Inizialmente la saracinesca S determina una dissipazione localizzata S0=4 m. Nell’ipotesi di trascurare tutte le altre dissipazioni localizzate si calcoli
la portata Q0 fluente lungo la condotta;
l’energia e la pressione nel punto M sapendo che il tratto AM di condotta è lungo LAM=3500 m;
Successivamente la saracinesca S viene manovrata in modo che la pressione in M coincida con la pressione atmosferica Nell’ipotesi di trascurare tutte le altre dissipazioni localizzate si calcoli
la nuova portata Q1 fluente lungo la condotta;
la dissipazione di energiaS1 prodotta dalla saracinesca S.
Volendo mantenere pressione atmosferica nel punto M e la stessa portata iniziale Q0, si inserisce una pompa in corrispondenza della sezione P di figura. In queste condizioni, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate ad eccezione di quella prodotta dalla saracinesca S, si calcoli
la prevalenza HP e la potenza utile PU della pompa;
la dissipazione di energiaS2 prodotta dalla saracinesca S.
Si traccino schematicamente, per i tre diversi casi, l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è largo B=12 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.04; il tratto di valle è largo b=8 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.02. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=35 m1/3/s, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
51.0 m
92.0 m
A
BS
M
P
83.2 m
PIANTA
B b
1 2 43
PROFILO
if=0.02
kS=35 m1/3/s
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 4
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura la condotta AB è lunga complessivamente L=12000 m, è caratterizzata da un diametro d=0.5 m e da un coefficiente di scabrezza della formula di Gauckler-Strickler kS=80 m1/3/s. Inizialmente la saracinesca S determina una dissipazione localizzata S0=4 m. Nell’ipotesi di trascurare tutte le altre dissipazioni localizzate si calcoli
la portata Q0 fluente lungo la condotta;
l’energia e la pressione nel punto M sapendo che il tratto AM di condotta è lungo LAM=4000 m;
Successivamente la saracinesca S viene manovrata in modo che la pressione in M coincida con la pressione atmosferica Nell’ipotesi di trascurare tutte le altre dissipazioni localizzate si calcoli
la nuova portata Q1 fluente lungo la condotta;
la dissipazione di energiaS1 prodotta dalla saracinesca S.
Volendo mantenere pressione atmosferica nel punto M e la stessa portata iniziale Q0, si inserisce una pompa in corrispondenza della sezione P di figura. In queste condizioni, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate ad eccezione di quella prodotta dalla saracinesca S, si calcoli
la prevalenza HP e la potenza utile PU della pompa;
la dissipazione di energiaS2 prodotta dalla saracinesca S.
Si traccino schematicamente, per i tre diversi casi, l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è largo B=12 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.04; il tratto di valle è largo b=10 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=50 m1/3/s, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
51.0 m
92.0 m
A
BS
M
P
83.2 m
PIANTA
B b
1 2 43
PROFILO
if=0.002
kS=50 m1/3/s
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 1
In una tubazione cilindrica a sezione costante nella quale fluisce acqua è posta un’ostruzione che determina una dissipazione di energia localizzata. Rispetto alle condizioni a monte dell’ostruzione, in una sezione di valle si ha
una riduzione del carico cinetico
una riduzione della quota piezometrica
una riduzione di carico cinetico e quota piezometrica
Un fluido si dice ideale (o perfetto) quando
per esso vale la legge di Newton
la viscosità è costante
la viscosità è nulla
Un getto d'acqua cilindrico di diametro d=4 cm colpisce, ortogonalmente, una piastra. Nell'ipotesi di trascurare l'effetto del peso e sapendo che per mantenere la piastra in posizione è necessario applicare una forza F0 di 12 N, la velocità del getto vale circa:
3.1 m/s
2.8 m/s
2.5 m/s
Nella parete verticale del serbatoio a tenuta di figura è praticata un’apertura circolare di raggio R=1.0 m e di traccia A-B, chiusa mediante una paratoia semisferica. Sapendo che il dislivello h del piezometro ad acqua vale 0.4 m, la spinta orizzontale dell’aria sulla paratoia vale circa
3.1 kN verso destra
3.1 kN verso sinistra
12.3 kN verso sinistra
I serbatoi A e B di figura, contenenti acqua, sono collegati mediante due lunghe condotte (L/d>>1000). Sapendo che le condotte hanno la stessa lunghezza, lo stesso coefficiente di scabrezza secondo Gauckler-Strickler e il diametro della condotta 1 è il doppio del diametro della condotta 2, il rapporto tra le portate Q1/Q2 vale circa
Q1/Q2 3.2
Q1/Q2 4.0
Q1/Q2 6.3
DOMANDA APERTA
Dati due serbatoi, posti a quota differente e collegati mediante una condotta di notevole lunghezza, discutere il funzionamento del sistema in relazione all’andamento altimetrico della condotta.
d=0.04 mF0=12 N
h
A
B12
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 2
Nella parete verticale del serbatoio a tenuta di figura è praticata un’apertura circolare di raggio R=1.0 m e di traccia A-B, chiusa mediante una paratoia semisferica. Sapendo che il dislivello h del piezometro ad acqua vale 0.4 m, la spinta orizzontale dell’aria sulla paratoia vale circa
3.1 kN verso destra
3.1 kN verso sinistra
12.3 kN verso sinistra
In un condotto a sezione circolare fluisce una portata costante. In corrispondenza di un restringimento localizzato
la quota piezometrica aumenta
la pressione si riduce
l’energia aumenta per effetto dell’aumento del carico cinetico
I serbatoi A e B di figura, contenenti acqua, sono collegati mediante due lunghe condotte (L/d>>1000). Sapendo che le condotte hanno la stessa lunghezza, lo stesso coefficiente di scabrezza secondo Gauckler-Strickler e il raggio della condotta 1 è il doppio del raggio della condotta 2, il rapporto tra le portate Q2/Q1 vale circa
Q2/Q1 0.16
Q2/Q1 0.25
Q2/Q1 0.31
L’unità di misura della pressione è la stessa di
un’accelerazione
una forza
uno sforzo tangenziale
Un getto d'acqua cilindrico di diametro d=4 cm colpisce, ortogonalmente, una piastra. Nell'ipotesi di trascurare l'effetto del peso e sapendo che per mantenere la piastra in posizione è necessario applicare una forza F0 di 10 N, la velocità del getto vale circa:
3.1 m/s
2.8 m/s
2.5 m/s
DOMANDA APERTA
Dati due serbatoi, posti a quota differente e collegati mediante una condotta di notevole lunghezza, discutere il funzionamento del sistema in relazione all’andamento altimetrico della condotta.
h
A
B12
d=0.04 mF0=10 N
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 3
Un getto d'acqua cilindrico di diametro d=4 cm colpisce, ortogonalmente, una piastra. Nell'ipotesi di trascurare l'effetto del peso e sapendo che per mantenere la piastra in posizione è necessario applicare una forza F0 di 12 N, la velocità del getto vale circa:
3.1 m/s
2.8 m/s
2.5 m/s
I serbatoi A e B di figura, contenenti acqua, sono collegati mediante due lunghe condotte (L/d>>1000). Sapendo che le condotte hanno la stessa lunghezza, lo stesso coefficiente di scabrezza secondo Gauckler-Strickler e il diametro della condotta 2 è la metà del diametro della condotta 1, il rapporto tra le portate Q1/Q2 vale circa
Q1/Q2 3.2
Q1/Q2 4.0
Q1/Q2 6.3
Un fluido si dice ideale (o perfetto) quando
per esso vale la legge di Newton
la viscosità è nulla
la viscosità è costante
In una tubazione cilindrica a sezione costante nella quale fluisce acqua è posta un’ostruzione che determina una dissipazione di energia localizzata. Rispetto alle condizioni a monte dell’ostruzione, in una sezione di valle si ha
una riduzione del carico cinetico
una riduzione della quota piezometrica
una riduzione di carico cinetico e quota piezometrica
Nella parete verticale del serbatoio a tenuta di figura è praticata un’apertura circolare di raggio R=1.0 m e di traccia A-B, chiusa mediante una paratoia semisferica. Sapendo che il dislivello h del piezometro ad acqua vale 0.4 m, la spinta orizzontale dell’aria sulla paratoia vale circa
3.1 kN verso destra
3.1 kN verso sinistra
12.3 kN verso sinistra
DOMANDA APERTA
Dati due serbatoi, posti a quota differente e collegati mediante una condotta di notevole lunghezza, discutere il funzionamento del sistema in relazione all’andamento altimetrico della condotta.
d=0.04 mF0=12 N
A
B12
h
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 4
I serbatoi A e B di figura, contenenti acqua, sono collegati mediante due lunghe condotte (L/d>>1000). Sapendo che le condotte hanno la stessa lunghezza, lo stesso coefficiente di scabrezza secondo Gauckler-Strickler e il raggio della condotta 2 è la metà del raggio della condotta 1, il rapporto tra le portate Q2/Q1 vale circa
Q2/Q1 0.16
Q2/Q1 0.25
Q2/Q1 0.31
Nella parete verticale del serbatoio a tenuta di figura è praticata un’apertura circolare di raggio R=1.0 m e di traccia A-B, chiusa mediante una paratoia semisferica. Sapendo che il dislivello h del piezometro ad acqua vale 0.4 m, la spinta orizzontale dell’aria sulla paratoia vale circa
3.1 kN verso destra
3.1 kN verso sinistra
12.3 kN verso sinistra
In un condotto a sezione circolare fluisce una portata costante. In corrispondenza di un restringimento localizzato
la quota piezometrica aumenta
la pressione si riduce
l’energia aumenta per effetto dell’aumento del carico cinetico
Un getto d'acqua cilindrico di diametro d=4 cm colpisce, ortogonalmente, una piastra. Nell'ipotesi di trascurare l'effetto del peso e sapendo che per mantenere la piastra in posizione è necessario applicare una forza F0 di 10 N, la velocità del getto vale circa:
3.1 m/s
2.8 m/s
2.5 m/s
L’unità di misura della pressione è la stessa di
un’accelerazione
una forza
uno sforzo tangenziale
DOMANDA APERTA
Dati due serbatoi, posti a quota differente e collegati mediante una condotta di notevole lunghezza, discutere il funzionamento del sistema in relazione all’andamento altimetrico della condotta.
A
B12
h
d=0.04 mF0=10 N
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 18 luglio 2016
Matricola _______________ TEMA 1
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura la condotta AB è lunga complessivamente L=11500 m, è caratterizzata da un diametro d=1.2 m e da una scabrezza e=1 mm. Inizialmente la turbina T, posta al termine della condotta, è chiusa e non c’è moto. Il tratto AM è lungo LAM=3500 m. In queste condizioni
si calcoli la pressione dell’acqua nel punto M,
si tracci l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
Successivamente la turbina T viene aperta e, in condizioni stazionarie, la portata fluente lungo la condotta risulta pari a Q0=1.2 m3/s. Nelle nuove condizioni, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate, si calcoli
l’energia HT che l’acqua fornisce alla turbina e la relativa potenza PT;
la pressione in corrispondenza del punto M;
si dica se, aprendo la turbina, il moto si adesca da solo o se è necessario adescarlo;
si valuti il coefficiente kS della formula di Gauckler-Strickler in modo che le dissipazioni continue coincidano con quelle calcolate mediante la formula di Darcy-Weisbach
e si tracci anche in questo caso l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
Manovrando opportunamente la turbina la portata viene ridotta in modo da instaurare condizioni di pressione atmosferica nel punto M. Utilizzando la formula di Gauckler-Strickler, con il valore kS appena trovato, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate, si calcoli
la nuova portata Q1 fluente lungo la condotta;
il nuovo valore di energia HT che l’acqua fornisce alla turbina e la relativa potenza PT.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è largo b=10 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.025; il tratto di valle è largo B=12 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=50 m1/3/s, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
51.0 m
92.0 m
A
B
M
90.5 m
T
PIANTA
Bb
1 2 43
PROFILO
if=0.002
kS=50 m1/3/s
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 18 luglio 2016
Matricola _______________ TEMA 2
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura la condotta AB è lunga complessivamente L=11500 m, è caratterizzata da un diametro d=1.2 m e da una scabrezza e=1 mm. Inizialmente la turbina T, posta al termine della condotta, è chiusa e non c’è moto. Il tratto AM è lungo LAM=4500 m. In queste condizioni
si calcoli la pressione dell’acqua nel punto M,
si tracci l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
Successivamente la turbina T viene aperta e, in condizioni stazionarie, la portata fluente lungo la condotta risulta pari a Q0=1.2 m3/s. Nelle nuove condizioni, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate, si calcoli
l’energia HT che l’acqua fornisce alla turbina e la relativa potenza PT;
la pressione in corrispondenza del punto M;
si dica se, aprendo la turbina, il moto si adesca da solo o se è necessario adescarlo;
si valuti il coefficiente kS della formula di Gauckler-Strickler in modo che le dissipazioni continue coincidano con quelle calcolate mediante la formula di Darcy-Weisbach
e si tracci anche in questo caso l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
Manovrando opportunamente la turbina la portata viene ridotta in modo da instaurare condizioni di pressione atmosferica nel punto M. Utilizzando la formula di Gauckler-Strickler, con il valore kS appena trovato, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate, si calcoli
la nuova portata Q1 fluente lungo la condotta;
il nuovo valore di energia HT che l’acqua fornisce alla turbina e la relativa potenza PT.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è largo b=10 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.025; il tratto di valle è largo B=12 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=30 m1/3/s, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
51.0 m
92.0 m
A
B
M
90.5 m
T
PIANTA
Bb
1 2 43
PROFILO
if=0.002
kS=30 m1/3/s
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 18 luglio 2016
Matricola _______________ TEMA 3
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura la condotta AB è lunga complessivamente L=11500 m, è caratterizzata da un diametro d=0.8 m e da una scabrezza e=1 mm. Inizialmente la turbina T, posta al termine della condotta, è chiusa e non c’è moto. Il tratto AM è lungo LAM=3500 m. In queste condizioni
si calcoli la pressione dell’acqua nel punto M,
si tracci l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
Successivamente la turbina T viene aperta e, in condizioni stazionarie, la portata fluente lungo la condotta risulta pari a Q0=0.5 m3/s. Nelle nuove condizioni, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate, si calcoli
l’energia HT che l’acqua fornisce alla turbina e la relativa potenza PT;
la pressione in corrispondenza del punto M;
si dica se, aprendo la turbina, il moto si adesca da solo o se è necessario adescarlo;
si valuti il coefficiente kS della formula di Gauckler-Strickler in modo che le dissipazioni continue coincidano con quelle calcolate mediante la formula di Darcy-Weisbach
e si tracci anche in questo caso l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
Manovrando opportunamente la turbina la portata viene ridotta in modo da instaurare condizioni di pressione atmosferica nel punto M. Utilizzando la formula di Gauckler-Strickler, con il valore kS appena trovato, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate, si calcoli
la nuova portata Q1 fluente lungo la condotta;
il nuovo valore di energia HT che l’acqua fornisce alla turbina e la relativa potenza PT.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è largo b=10 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.025; il tratto di valle è largo B=18 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=30 m1/3/s, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
51.0 m
92.0 m
A
B
M
90.5 m
T
PIANTA
Bb
1 2 43
PROFILO
if=0.002
kS=30 m1/3/s
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 18 luglio 2016
Matricola _______________ TEMA 4
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura la condotta AB è lunga complessivamente L=11500 m, è caratterizzata da un diametro d=0.8 m e da una scabrezza e=1 mm. Inizialmente la turbina T, posta al termine della condotta, è chiusa e non c’è moto. Il tratto AM è lungo LAM=4500 m. In queste condizioni
si calcoli la pressione dell’acqua nel punto M,
si tracci l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
Successivamente la turbina T viene aperta e, in condizioni stazionarie, la portata fluente lungo la condotta risulta pari a Q0=0.5 m3/s. Nelle nuove condizioni, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate, si calcoli
l’energia HT che l’acqua fornisce alla turbina e la relativa potenza PT;
la pressione in corrispondenza del punto M;
si dica se, aprendo la turbina, il moto si adesca da solo o se è necessario adescarlo;
si valuti il coefficiente kS della formula di Gauckler-Strickler in modo che le dissipazioni continue coincidano con quelle calcolate mediante la formula di Darcy-Weisbach
e si tracci anche in questo caso l’andamento della linea dell’energia lungo la condotta.
Manovrando opportunamente la turbina la portata viene ridotta in modo da instaurare condizioni di pressione atmosferica nel punto M. Utilizzando la formula di Gauckler-Strickler, con il valore kS appena trovato, e nell’ipotesi di trascurare tutte le dissipazioni localizzate, si calcoli
la nuova portata Q1 fluente lungo la condotta;
il nuovo valore di energia HT che l’acqua fornisce alla turbina e la relativa potenza PT.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è largo b=10 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.025; il tratto di valle è largo B=13 m ed è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=35 m1/3/s, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
51.0 m
92.0 m
A
B
M
90.5 m
T
PIANTA
Bb
1 2 43
PROFILO
if=0.002
kS=35 m1/3/s
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 1
In una tubazione rigida la portata è costante nello spazio quando
il fluido è perfetto e non ci sono dissipazioni di energia
il fluido è incomprimibile
l’area della sezione trasversale è costante
Con riferimento al sistema di figura, detta p1 la pressione dell’aria nel contenitore di sinistra e p2 la pressione dell’aria in quello di destra
risulta p1<p2
risulta p1>p2
non ci sono dati sufficienti per stabilire quale pressione sia la maggiore
Un tubo si dice idraulicamente liscio quando
il moto è laminare
la scabrezza è sufficientemente più piccola delle spessore del sottostrato limite
la scabrezza relativa è sufficientemente più piccola delle spessore del sottostrato limite
Nel tratto di tubazione di figura è posto un divergente molto graduale, dal diametro d1=0.1 m al diametro d2=0.2 m, che sbocca in atmosfera. Sapendo che la portata fluente è Q0=40 l/s, la spinta sul divergente tra le sezioni 1 e 2 vale approssimativamente.
73 N verso destra
57 N verso destra
73 N verso sinistra
Una condotta di diametro D=0.02 m è provvista di un ugello terminale (di lunghezza trascurabile) che riduce il diametro al valore d=0.006 m. Sapendo che il getto d’acqua uscente, inclinato di 60° rispetto all’orizzontale, raggiunge l’altezza h=2.5 m rispetto allo sbocco, la portata del getto vale circa:
0.20 l/s
0.23 l/s
0.40 l/s
DOMANDA APERTA
In una condotta, in presenza di un brusco allargamento si determina una dissipazione di energia localizzata (perdita di Borda). Si determini l’espressione della perdita localizzata E, indicando in modo chiaro tutte le ipotesi che vengono introdotte nella trattazione.
h
aria
aria
1 2
Q0
12
2.5 m60°
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 2
In una tubazione rigida la portata è costante nello spazio quando
l’area della sezione trasversale è costante
il fluido è perfetto e non ci sono dissipazioni di energia
il fluido è incomprimibile
Una condotta di diametro D=0.04 m è provvista di un ugello terminale (di lunghezza trascurabile) che riduce il diametro al valore d=0.01 m. Sapendo che il getto d’acqua uscente, inclinato di 60° rispetto all’orizzontale, raggiunge l’altezza h=2.5 m rispetto allo sbocco, la portata del getto vale circa:
0.55 l/s
0.63 l/s
1.10 l/s
Un tubo si dice idraulicamente scabro quando
il moto è turbolento
la scabrezza è sufficientemente più grande delle spessore del sottostrato limite
la scabrezza relativa è sufficientemente più grande delle spessore del sottostrato limite
Con riferimento al sistema di figura, detta p1 la pressione dell’aria nel contenitore di sinistra e p2 la pressione dell’aria in quello di destra
risulta p1<p2
risulta p1>p2
non ci sono dati sufficienti per stabilire quale pressione sia la maggiore
Nel tratto di tubazione di figura è posto un divergente molto graduale, dal diametro d1=0.1 m al diametro d2=0.2 m, che sbocca in atmosfera. Sapendo che la portata fluente è Q0=30 l/s, la spinta sul divergente tra le sezioni 1 e 2 vale approssimativamente.
57 N verso destra
32 N verso destra
57 N verso sinistra
DOMANDA APERTA
In una condotta, in presenza di un brusco allargamento si determina una dissipazione di energia localizzata (perdita di Borda). Si determini l’espressione della perdita localizzata E, indicando in modo chiaro tutte le ipotesi che vengono introdotte nella trattazione.
2.5 m60°
haria
aria
1 2
Q0
12
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 3
Nel tratto di tubazione di figura è posto un divergente molto graduale, dal diametro d1=0.1 m al diametro d2=0.2 m, che sbocca in atmosfera. Sapendo che la portata fluente è Q0=40 l/s, la spinta sul divergente tra le sezioni 1 e 2 vale approssimativamente.
73 N verso destra
57 N verso destra
73 N verso sinistra
Una condotta di diametro D=0.02 m è provvista di un ugello terminale (di lunghezza trascurabile) che riduce il diametro al valore d=0.006 m. Sapendo che il getto d’acqua uscente, inclinato di 60° rispetto all’orizzontale, raggiunge l’altezza h=2.5 m rispetto allo sbocco, la portata del getto vale circa:
0.20 l/s
0.23 l/s
0.40 l/s
Un tubo si dice idraulicamente liscio quando
il moto è laminare
la scabrezza è sufficientemente più piccola delle spessore del sottostrato limite
la scabrezza relativa è sufficientemente più piccola delle spessore del sottostrato limite
In una tubazione rigida la portata è costante nello spazio quando
il fluido è perfetto e non ci sono dissipazioni di energia
il fluido è incomprimibile
l’area della sezione trasversale è costante
Con riferimento al sistema di figura, detta p1 la pressione dell’aria nel contenitore di sinistra e p2 la pressione dell’aria in quello di destra
risulta p1<p2
risulta p1>p2
non ci sono dati sufficienti per stabilire quale pressione sia la maggiore
DOMANDA APERTA
In una condotta, in presenza di un brusco allargamento si determina una dissipazione di energia localizzata (perdita di Borda). Si determini l’espressione della perdita localizzata E, indicando in modo chiaro tutte le ipotesi che vengono introdotte nella trattazione.
Q0
12
2.5 m60°
h
aria
aria
1 2
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 27 giugno 2016
Matricola _______________ TEMA 4
Con riferimento al sistema di figura, detta p1 la pressione dell’aria nel contenitore di sinistra e p2 la pressione dell’aria in quello di destra
risulta p1<p2
risulta p1>p2
non ci sono dati sufficienti per stabilire quale pressione sia la maggiore
Una condotta di diametro D=0.04 m è provvista di un ugello terminale (di lunghezza trascurabile) che riduce il diametro al valore d=0.01 m. Sapendo che il getto d’acqua uscente, inclinato di 60° rispetto all’orizzontale, raggiunge l’altezza h=2.5 m rispetto allo sbocco, la portata del getto vale circa:
0.55 l/s
0.63 l/s
1.10 l/s
In una tubazione rigida la portata è costante nello spazio quando
l’area della sezione trasversale è costante
il fluido è perfetto e non ci sono dissipazioni di energia
il fluido è incomprimibile
Nel tratto di tubazione di figura è posto un divergente molto graduale, dal diametro d1=0.1 m al diametro d2=0.2 m, che sbocca in atmosfera. Sapendo che la portata fluente è Q0=30 l/s, la spinta sul divergente tra le sezioni 1 e 2 vale approssimativamente.
57 N verso destra
32 N verso destra
57 N verso sinistra
Un tubo si dice idraulicamente scabro quando
il moto è turbolento
la scabrezza è sufficientemente più grande delle spessore del sottostrato limite
la scabrezza relativa è sufficientemente più grande delle spessore del sottostrato limite
DOMANDA APERTA
In una condotta, in presenza di un brusco allargamento si determina una dissipazione di energia localizzata (perdita di Borda). Si determini l’espressione della perdita localizzata E, indicando in modo chiaro tutte le ipotesi che vengono introdotte nella trattazione.
haria
aria
1 2
2.5 m60°
Q0
12
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 20 settembre 2016
Matricola _______________ TEMA 1
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura, inizialmente la saracinesca R è chiusa e la pompa P fornisce una prevalenza pari a HP=50 m. Nell’ipotesi di trascurare le dissipazioni localizzate e il carico cinetico, si calcoli
la portata Q0 fluente lungo le condotte 1 e 2;
la potenza utile PU della pompa.
Successivamente la saracinesca R viene manovrata in modo che la portata Q1 fluente lungo la condotta 1 si riduca alla metà di Q0. Nelle nuove condizioni, assumendo costante la potenza utile della pompa P, si calcoli (eventualmente per tentativi)
l’energia EN nel nodo N;
la nuova portata Q2 fluente lungo la condotta 2 e la portata Q3 lungo la condotta 3;
la dissipazione di energiaR prodotta dalla saracinesca R.
Si tracci, schematicamente, l’andamento della linea dell’energia (per ipotesi coincidente con la piezometrica) lungo le condotte 1 e 2.
Infine, la pompa P viene spenta e viene intercettato il moto lungo la condotta 2 (Q2=0), e la saracinesca R viene completamente aperta. In queste nuove condizioni si calcoli
la portata che viene scaricata dal serbatoio A al serbatoio B;
Si tracci, schematicamente, l’andamento della linea dell’energia (per ipotesi coincidente con la piezometrica) lungo le condotte 1 e 2.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, largo B=12 m, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.02, il tratto di valle è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=35 m1/3/s, che l’altezza del salto di fondo vale a=0.2 m, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
A
B
200.0 m
N
1
2
3
170.0 m
R
P
condottaL (m)d (m)
kS (m1/3/s)
160000.880
220000.880
35000.580
a
1
2 34
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 20 settembre 2016
Matricola _______________ TEMA 2
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura, inizialmente la saracinesca R è chiusa e la pompa P fornisce una prevalenza pari a HP=45 m. Nell’ipotesi di trascurare le dissipazioni localizzate e il carico cinetico, si calcoli
la portata Q0 fluente lungo le condotte 1 e 2;
la potenza utile PU della pompa.
Successivamente la saracinesca R viene manovrata in modo che la portata Q1 fluente lungo la condotta 1 si riduca alla metà di Q0. Nelle nuove condizioni, assumendo costante la potenza utile della pompa P, si calcoli (eventualmente per tentativi)
l’energia EN nel nodo N;
la nuova portata Q2 fluente lungo la condotta 2 e la portata Q3 lungo la condotta 3;
la dissipazione di energiaR prodotta dalla saracinesca R.
Si tracci, schematicamente, l’andamento della linea dell’energia (per ipotesi coincidente con la piezometrica) lungo le condotte 1 e 2.
Infine, la pompa P viene spenta e viene intercettato il moto lungo la condotta 2 (Q2=0), e la saracinesca R viene completamente aperta. In queste nuove condizioni si calcoli
la portata che viene scaricata dal serbatoio A al serbatoio B;
Si tracci, schematicamente, l’andamento della linea dell’energia (per ipotesi coincidente con la piezometrica) lungo le condotte 1 e 2.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, largo B=12 m, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.03, il tratto di valle è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=35 m1/3/s, che l’altezza del salto di fondo vale a=0.2 m, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
A
B
200.0 m
N
1
2
3
170.0 m
R
P
condottaL (m)d (m)
kS (m1/3/s)
145000.880
215000.880
35000.480
a
1
2 34
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 20 settembre 2016
Matricola _______________ TEMA 3
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura, inizialmente la saracinesca R è chiusa e la pompa P fornisce una prevalenza pari a HP=45 m. Nell’ipotesi di trascurare le dissipazioni localizzate e il carico cinetico, si calcoli
la portata Q0 fluente lungo le condotte 1 e 2;
la potenza utile PU della pompa.
Successivamente la saracinesca R viene manovrata in modo che la portata Q1 fluente lungo la condotta 1 si riduca alla metà di Q0. Nelle nuove condizioni, assumendo costante la potenza utile della pompa P, si calcoli (eventualmente per tentativi)
l’energia EN nel nodo N;
la nuova portata Q2 fluente lungo la condotta 2 e la portata Q3 lungo la condotta 3;
la dissipazione di energiaR prodotta dalla saracinesca R.
Si tracci, schematicamente, l’andamento della linea dell’energia (per ipotesi coincidente con la piezometrica) lungo le condotte 1 e 2.
Infine, la pompa P viene spenta e viene intercettato il moto lungo la condotta 2 (Q2=0), e la saracinesca R viene completamente aperta. In queste nuove condizioni si calcoli
la portata che viene scaricata dal serbatoio A al serbatoio B;
Si tracci, schematicamente, l’andamento della linea dell’energia (per ipotesi coincidente con la piezometrica) lungo le condotte 1 e 2.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, largo B=12 m, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.02, il tratto di valle è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=45 m1/3/s, che l’altezza del salto di fondo vale a=0.2 m, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
A
B
200.0 m
N
1
2
3
170.0 m
R
P
condottaL (m)d (m)
kS (m1/3/s)
145000.860
215000.860
35000.460
a
1
2 34
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 20 settembre 2016
Matricola _______________ TEMA 4
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura, inizialmente la saracinesca R è chiusa e la pompa P fornisce una prevalenza pari a HP=50 m. Nell’ipotesi di trascurare le dissipazioni localizzate e il carico cinetico, si calcoli
la portata Q0 fluente lungo le condotte 1 e 2;
la potenza utile PU della pompa.
Successivamente la saracinesca R viene manovrata in modo che la portata Q1 fluente lungo la condotta 1 si riduca alla metà di Q0. Nelle nuove condizioni, assumendo costante la potenza utile della pompa P, si calcoli (eventualmente per tentativi)
l’energia EN nel nodo N;
la nuova portata Q2 fluente lungo la condotta 2 e la portata Q3 lungo la condotta 3;
la dissipazione di energiaR prodotta dalla saracinesca R.
Si tracci, schematicamente, l’andamento della linea dell’energia (per ipotesi coincidente con la piezometrica) lungo le condotte 1 e 2.
Infine, la pompa P viene spenta e viene intercettato il moto lungo la condotta 2 (Q2=0), e la saracinesca R viene completamente aperta. In queste nuove condizioni si calcoli
la portata che viene scaricata dal serbatoio A al serbatoio B;
Si tracci, schematicamente, l’andamento della linea dell’energia (per ipotesi coincidente con la piezometrica) lungo le condotte 1 e 2.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, infinitamente lungo e di sezione rettangolare, largo B=12 m, presenta due diversi tratti. Il tratto di monte è caratterizzato da una pendenza del fondo ifm=0.02, il tratto di valle è caratterizzato da una pendenza del fondo ifv=0.002. Sapendo che lungo tutto il canale il coefficiente di scabrezza nella formula di Gauckler-Strickler vale kS=40 m1/3/s, che l’altezza del salto di fondo vale a=0.2 m, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=25 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
A
B
200.0 m
N
1
2
3
170.0 m
R
P
condottaL (m)d (m)
kS (m1/3/s)
160000.860
220000.860
35000.560
a
1
2 34
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 20 settembre 2016
Matricola _______________ TEMA 1
In un condotto di diametro d=0.4 m fluisce un liquido di peso specifico =7.0 kN/m3. Sapendo che la pendenza della linea dell’energia (ovvero la dissipazione di energia per unità di lunghezza) è j=0.001, lo sforzo tangenziale alla parete vale
0=0.7 Pa
0=2.8 Pa
i dati sono insufficienti, perché si deve conoscere anche il valore della viscosità del fluido
In un condotto a sezione circolare di diametro d=0.1 m fluisce acqua (=10-6 m2/s) con velocità v=0.09 m/s. Dire se il moto che si sviluppa è
laminare
in regime di transizione tra laminare e turbolento
turbolento
In un canale infinitamente lungo è presente un piccolo salto di fondo. Sulla base dell’andamento del tirante Y illustrato in figura si dica qual è il verso della corrente
da sinistra verso destra
da destra verso sinistra
le indicazioni non sono sufficienti a stabilire il verso della corrente
Il serbatoio a tenuta di figura è chiuso dalla paratoia piana larga b=0.5 m, di traccia AB e incernierata in B. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, l’altezza h nel piezometro vale
0.5 m
1.0 m
1.5 m
In un gas, al crescere della temperatura la viscosità
cresce
si riduce
dipende dal gas
DOMANDA APERTA
Disegnare (rappresentazione grafica qualitativamente corretta) e illustrare a parole il diagramma di Moody
Y
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 20 settembre 2016
Matricola _______________ TEMA 2
Il serbatoio a tenuta di figura è chiuso dalla paratoia piana larga b=2.0 m, di traccia AB e incernierata in B. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, l’altezza h nel piezometro vale
0.5 m
1.0 m
1.5 m
In un condotto di diametro d=0.3 m fluisce un liquido di peso specifico =8.0 kN/m3. Sapendo che la pendenza della linea dell’energia (ovvero la dissipazione di energia per unità di lunghezza) è j=0.002, lo sforzo tangenziale alla parete vale
0=1.2 Pa
0=4.8 Pa
i dati sono insufficienti, perché si deve conoscere anche il valore della viscosità del fluido
In un liquido, al crescere della temperatura la viscosità
cresce
si riduce
dipende dal liquido
In un condotto a sezione circolare di diametro d=0.01 m fluisce acqua (=10-6 m2/s) con velocità v=0.09 m/s. Dire se il moto che si sviluppa è
laminare
in regime di transizione tra laminare e turbolento
turbolento
In un canale infinitamente lungo è presente un piccolo salto di fondo. Sulla base dell’andamento del tirante Y illustrato in figura si dica qual è il verso della corrente
da sinistra verso destra
da destra verso sinistra
le indicazioni non sono sufficienti a stabilire il verso della corrente
DOMANDA APERTA
Disegnare (rappresentazione grafica qualitativamente corretta) e illustrare a parole il diagramma di Moody
Y
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 20 settembre 2016
Matricola _______________ TEMA 3
In un canale infinitamente lungo è presente un piccolo salto di fondo. Sulla base dell’andamento del tirante Y illustrato in figura si dica qual è il verso della corrente
da sinistra verso destra
da destra verso sinistra
le indicazioni non sono sufficienti a stabilire il verso della corrente
In un gas, al crescere della temperatura la viscosità
cresce
si riduce
dipende dal gas
In un condotto a sezione circolare di diametro d=0.1 m fluisce acqua (=10-6 m2/s) con velocità v=0.09 m/s. Dire se il moto che si sviluppa è
laminare
in regime di transizione tra laminare e turbolento
turbolento
In un condotto di diametro d=0.4 m fluisce un liquido di peso specifico =7.0 kN/m3. Sapendo che la pendenza della linea dell’energia (ovvero la dissipazione di energia per unità di lunghezza) è j=0.001, lo sforzo tangenziale alla parete vale
0=0.7 Pa
0=2.8 Pa
i dati sono insufficienti, perché si deve conoscere anche il valore della viscosità del fluido
Il serbatoio a tenuta di figura è chiuso dalla paratoia piana larga b=0.5 m, di traccia AB e incernierata in B. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, l’altezza h nel piezometro vale
0.5 m
1.0 m
1.5 m
DOMANDA APERTA
Disegnare (rappresentazione grafica qualitativamente corretta) e illustrare a parole il diagramma di Moody
Y
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 20 settembre 2016
Matricola _______________ TEMA 4
In un fluido, al crescere della temperatura la viscosità
cresce
si riduce
dipende dal fluido
Il serbatoio a tenuta di figura è chiuso dalla paratoia piana larga b=2.0 m, di traccia AB e incernierata in B. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, l’altezza h nel piezometro vale
0.5 m
1.0 m
1.5 m
In un condotto di diametro d=0.3 m fluisce un liquido di peso specifico =8.0 kN/m3. Sapendo che la pendenza della linea dell’energia (ovvero la dissipazione di energia per unità di lunghezza) è j=0.002, lo sforzo tangenziale alla parete vale
0=1.2 Pa
0=4.8 Pa
i dati sono insufficienti, perché si deve conoscere anche il valore della viscosità del fluido
In un canale infinitamente lungo è presente un piccolo salto di fondo. Sulla base dell’andamento del tirante Y illustrato in figura si dica qual è il verso della corrente
da sinistra verso destra
da destra verso sinistra
le indicazioni non sono sufficienti a stabilire il verso della corrente
In un condotto a sezione circolare di diametro d=0.03 m fluisce acqua (=10-6 m2/s) con velocità v=0.09 m/s. Dire se il moto che si sviluppa è
laminare
in regime di transizione tra laminare e turbolento
turbolento
DOMANDA APERTA
Disegnare (rappresentazione grafica qualitativamente corretta) e illustrare a parole il diagramma di Moody
Y
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 31 gennaio 2017
Matricola _______________ TEMA 1
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura il serbatoio B è munito di uno sfioratore in parete sottile largo b=5 m. Inizialmente la saracinesca S4 è completamente chiusa, le saracinesche S2 e S3 sono invece aperte e non introducono alcuna dissipazione localizzata. Sapendo che il livello nel serbatoio B vale hB=12.7 m e utilizzando i dati riportati in figura, si calcoli
la portata sfiorata Q0;
il livello hC nel serbatoio C;
La prevalenza HP e la potenza utile, Pu, della pompa P.
Successivamente la saracinesca S4 viene aperta, la saracinesca S2 viene parzialmente chiusa mentre resta aperta la saracinesca S3. Sapendo che in queste condizioni la portata sfiorata dal serbatoio B diventa pari a Q0=1.0 m³/s e assumendo invariato il livello nel serbatoio A e la potenza utile della pompa Pu, si calcoli
il livello nel serbatoio B;
la portata Q1 e la prevalenza della pompa P;
l’energia EN nel nodo N;
la portata fluente lungo i rimanenti tratti di condotta;
il livello hC nel serbatoio C;
la dissipazione di energia prodotta dalla saracinesca S2.
N.B. Si trascurino tutte le dissipazioni di energia localizzate ad eccezione di quelle prodotte dalle saracinesche parzialmente aperte.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, che imbocca da un serbatoio è infinitamente lungo verso valle e di sezione rettangolare di larghezza B=10 m. All’imbocco è presente un piccolo gradino di fondo alto a=0.1 m. Dopo aver individuato le altezze nei diversi tratti e il livello h nel serbatoio, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=50 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
B
A
N
C12.5 m
S2
S4
S3
1 2
3
4
P
Q0
2.0 m
18001.080-
25000.680-
32000.8-1
42000.580-
troncoL (m)d (m)
kS (m1/3/s)
e (mm)
Cognome _______________ COMPITO DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 31 gennaio 2017
Matricola _______________ TEMA 2
ESERCIZIO 1. Nel sistema di figura il serbatoio B è munito di uno sfioratore in parete sottile largo b=5 m. Inizialmente la saracinesca S4 è completamente chiusa, le saracinesche S2 e S3 sono invece aperte e non introducono alcuna dissipazione localizzata. Sapendo che il livello nel serbatoio B vale hB=11.7 m e utilizzando i dati riportati in figura, si calcoli
la portata sfiorata Q0;
il livello hC nel serbatoio C;
La prevalenza HP e la potenza utile, Pu, della pompa P.
Successivamente la saracinesca S4 viene aperta, la saracinesca S2 viene parzialmente chiusa mentre resta aperta la saracinesca S3. Sapendo che in queste condizioni la portata sfiorata dal serbatoio B diventa pari a Q0=1.0 m³/s e assumendo invariato il livello nel serbatoio A e la potenza utile della pompa Pu, si calcoli
il livello nel serbatoio B;
la portata Q1 e la prevalenza della pompa P;
l’energia EN nel nodo N;
la portata fluente lungo i rimanenti tratti di condotta;
il livello hC nel serbatoio C;
la dissipazione di energia prodotta dalla saracinesca S2.
N.B. Si trascurino tutte le dissipazioni di energia localizzate ad eccezione di quelle prodotte dalle saracinesche parzialmente aperte.
ESERCIZIO 2. Il canale di figura, che imbocca da un serbatoio è infinitamente lungo verso valle e di sezione rettangolare di larghezza B=10 m. All’imbocco è presente un piccolo salto di fondo alto a=0.1 m. Dopo aver individuato le altezze nei diversi tratti e il livello h nel serbatoio, si tracci qualitativamente il profilo lungo il canale quando la portata fluente vale Q=50 m3/s, giustificando a parole la ricostruzione effettuata e riportando le caratteristiche del profilo nel diagramma H-Y.
B
A
N
C11.5 m
S2
S4
S3
1 2
3
4
P
Q0
2.0 m
16001.070-
24000.670-
32000.8-1
42000.570-
troncoL (m)
d (m)kS (m1/3/s)
e (mm)
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 31 gennaio 2017
Matricola _______________ TEMA 1
Un fluido si dice newtoniano quando
la viscosità è nulla
la viscosità è costante
la densità è costante
Un getto d'acqua cilindrico di diametro d=4 cm colpisce, ortogonalmente, una piastra. Nell'ipotesi di trascurare l'effetto del peso e sapendo che per mantenere la piastra in posizione è necessario applicare una forza F0 di 10 N, la velocità del getto vale circa:
3.1 m/s
2.8 m/s
2.5 m/s
Il serbatoio a tenuta di figura è chiuso dalla paratoia piana quadrata di lato L=1.0 m, di traccia AB e incernierata in A. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, la pressione dell’aria vale circa
-7.9 kPa
-9.5 kPa
-12.8 kPa
In un canale a sezione rettangolare, largo B=10 m fluisce la portata Q=41 m3/s con un tirante y0=3.7 m. In queste condizioni la celerità di propagazione, c, di un piccola perturbazione vale circa
c=1.1 m/s
c=6.0 m/s
c=8.5 m/s
In una tubazione cilindrica a sezione costante fluisce acqua con velocità v=2.0 m/s. Sapendo che in queste condizioni lo sforzo alla parete vale 0=15 Pa, il coefficiente di resistenza f della formula di Darcy-Weisbach vale circa
0.020
0.025
0.030
DOMANDA APERTA
Dati due serbatoi, posti a quota differente e collegati mediante una condotta di notevole lunghezza, discutere il funzionamento del sistema in relazione all’andamento altimetrico della condotta.
d=0.04 mF0=10 N
Cognome _______________ ORALE DI IDRAULICA (IC)
Nome __________________ del 31 gennaio 2017
Matricola _______________ TEMA 2
In un canale a sezione rettangolare, largo B=5 m fluisce la portata Q=37 m3/s con un tirante y0=3.7 m. In queste condizioni la celerità di propagazione, c, di un piccola perturbazione vale circa
c=2.0 m/s
c=6.0 m/s
c=8.5 m/s
Per un fluido in quiete, soggetto alla sola forza di gravità, le superfici isobare sono piani orizzontali
solo se la densità è indipendente dalla pressione
solo se il fluido è ideale
sempre
Il serbatoio a tenuta di figura è chiuso dalla paratoia piana quadrata di lato L=1.0 m, di traccia AB e incernierata in A. Sapendo che la paratoia è in equilibrio, la pressione dell’aria vale circa
-6.2 kPa
-7.9 kPa
-12.8 kPa
In una tubazione cilindrica a sezione costante fluisce acqua con velocità v=2.0 m/s. Sapendo che in queste condizioni lo sforzo alla parete vale 0=10 Pa, il coefficiente di resistenza f della formula di Darcy-Weisbach vale circa
0.020
0.025
0.030
Un getto d'acqua cilindrico di diametro d=4 cm colpisce, ortogonalmente, una piastra. Nell'ipotesi di trascurare l'effetto del peso e sapendo che per mantenere la piastra in posizione è necessario applicare una forza F0 di 12 N, la velocità del getto vale circa:
3.1 m/s
2.8 m/s
2.5 m/s
DOMANDA APERTA
Dati due serbatoi, posti a quota differente e collegati mediante una condotta di notevole lunghezza, discutere il funzionamento del sistema in relazione all’andamento altimetrico della condotta.
d=0.04 mF0=12 N
