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7/27/2019 Esercizi idraulica.docx

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SECONDA UNIVERSIT DEGLI STUDI DI NAPOLI

FACOLTA DI INGEGNERIA

CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA CIVILE-EDILEANNO ACCADEMICO 2012/2013

CORSOFONDAMENTI DI IDRAULICA E IMPIANTI IDRICI PER L'EDILIZIA

Le Applicazioni

Studente: Prof. Ing.

Michele Antonio Luigi Corvino A12/806 Armando Di Nardo

Michele Iervolino


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Michele Corvino A12/806

Le applicazioni

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Indice

1. Lesperienza di Torricelli 22. Serbatoio aperto 33. Stevino e i 3 fluidi 44. Calcola il dislivello manometrico_1 65. Calcola il dislivello manometrico_2 86. Spinta su parete piana e centro di spinta 107. Venturimetro 158. Perdite di carico localizzate 179. Verificare il carico idraulico da far defluire per ottenere una portata 2010.Piezometrica e il punto alto 2311. Il moto incerto 2612. Impianto di sollevamento 2813.Montante del fabbricato 3114.Progettazione condotta lunga 3315.Scale di deflusso grafiche delle nostre fogne bianche 3616.Erogazione concentrata 3717.Autoclave 39


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Le applicazioni

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Parte 1

Torricelli un applicazione della legge di Stevino

Dove il punto A a pressione atmosferica

Trovo

(

)

Parte 2

Torricelli un applicazione del teorema di Stevino

Trovo

()

A

B


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Le applicazioni

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Le applicazioni

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Traccia il diagramma delle pressioni

Trovo la pressione in F

Con

Trovo la pressione in A

Con


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Le applicazioni

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Poich la pressione nel fluido Aria costante


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Le applicazioni

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Calcola la differenza di pressione vigente tra i serbatoi A e B

Sapendo che

Fissiamo in E il nostro sistema di riferimento

Abbiamo cos che

Troviamo e tramite Stevino

Avremo allora

Ora calcoliamo per altra via


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Le applicazioni

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Sostituiamo nellequazione di prima


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Le applicazioni

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Calcola la differenza di dislivello manometrico causata dalla

differenza di pressione tra i serbatoi A e B

Sapendo che e inoltre

Poniamo il piano

passante per D e per E

Sappiamo che Abbiamo cos che

Troviamo e tramite Stevino

Trovo


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Le applicazioni

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Torniamo allequazione precedente

Dove e inoltre


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Le applicazioni

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Legge di Stevino

Trovo ()

una parete rettangolare quindi il baricentro si trova a met

Trovo () Trovo la spinta


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Le applicazioni

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Dove A larea della parete sulla quale calcoliamo la spinta

Trovo la spinta Troviamo il centro di spinta

Trovo


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Le applicazioni

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Le applicazioni

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devo utilizzare l'equazione globale dell'idrostatica:

con

utilizzando una parete di profondit 1m

studiamo la componente verticale


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Le applicazioni

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*

+

Il centro di spinta e il vettore della spinta li troviamo ricordando che

Sappiamo inoltre che le forze agenti su una circonferenza hanno rette d'azione passanti per il centro

della stessa

Troviamo allora il nostro centro di spinta nel centro della circonferenza che forma la parete


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Le applicazioni

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Le applicazioni

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[] * + Applichiamo Bernoulli

* + * +


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Le applicazioni

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Utilizziamo il teorema di Bernoulli esteso al caso reale con perdite di carico solo concentrate

tralasciando le perdite di carico distribuite.


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Le applicazioni

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Utilizzando la portata per esprimere la velocit

* + * +


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Le applicazioni

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Le applicazioni

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R

MONOMIE

Troviamo la cadente piezometrica

Ma abbiamo ance che

Dove troviamo tabellati


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Le applicazioni

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MANNING

GAUCKLER-STRICKLER

CHEZY

non ho trovato m


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Le applicazioni

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RADDOPPIO LA PORTATA

MONOMIE


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Le applicazioni

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C


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Le applicazioni

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quindi

GAUCKLER-STRICKLER

C


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Le applicazioni

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in nero la condotta

in rosso la piezometrica relativa e assoluta in casi standard

in blu la piezometrica assoluta dovuta al punto alto


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Le applicazioni

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Scriviamo le equazioni del moto ipotizzando un moto da C verso N avendo l incertezza su ci che

riguarda C tutto ci utilizzando l'equazione:

||Con il sistema avremo || Se otteniamo una portata negativa vuol dire che il moto ipotizzato per il tratto C l'inverso del reale.

Utilizziamo le formule di G.S.

Troviamo cosi i coefficienti nel nostro sistema


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Le applicazioni

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Devo trovare la r per ogni tratto

Dal sistema imposto arbitrariamente poi mi trovo dalla seconda equazione poi mi trovo dallaquarta equazione ed infine nella terza equazione mi trovo che deve coincidere con i dati dipartenza.Quota P.

A 200

B 130

C 160

Tratti L[m] D[m] K R r

AN 4500 0,2 90 0,0314 0,05 30589,67

NC 1250 0,125 90 0,012266 0,03125 104210,7

NB 1800 0,2 90 0,0314 0,05 12235,87

Q1* HN* Q2* Q3* HB* Q1

0,0438 141,3153 0,01339021 0,03041 130 0,0438


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Le applicazioni

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Noi vogliamo una velocit dell'acqua tra 0.5 e 2 m/s

Quindi in base a questa informazione scartiamo i diametri che sono per noi inutili.

Ora sappiamo che il diametro della nostra condotta varia tra questi due valori. Scegliamo allora un

valore per D e continuiamo.


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Le applicazioni

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D = 350

Troviamo la velocit corrispondente

Troviamo il numero di Reynolds

Troviamo

Tramite il numero di Reynolds e

troviamo il valore di

Troviamo la cadente J

Troviamo


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Le applicazioni

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Troviamo Troviamo la potenza effettiva

Troviamo l'energia necessaria

Troviamo il costo dell'energia

[ ]

n=ore di funzionamento

costo per ogni Kwatt


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Le applicazioni

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Troviamo il

Conosciamo la portata per il punto H e tramite questa mi calcolo la cadente piezometrica

0,18Tramite questa trovo

sapendo che

dove la quota piezometrica di G quindi abbiamo

Per il calcolo della cadente sono state utilizzate le formule MONOMIE

A B

C

D

E

F

G

H


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Le applicazioni

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Ripetiamo pi volte il procedimento per trovare le altre quote piezometriche

Tratto D[cm] D[m] A R I ALTEZZA FABBRICATO

AB 3,81 0,0381 0,00114 0,009525 0,002131

12

BC 3,81 0,0381 0,00114 0,009525 0,002131

CD 1,27 0,0127 0,000127 0,003175 0,02492

CE 2,54 0,0254 0,000506 0,00635 0,010334

EF 1,27 0,0127 0,000127 0,003175 0,02492

EG 1,27 0,0127 0,000127 0,003175 0,182031 a m n

GH 1,27 0,0127 0,000127 0,003175 0,182031 0,000811 4,89 1,81

Tratto Q[l/s] Q[mc/s] L H H 17

AB 0,25 0,00025 5,3 0,011294 G 18,1832

BC 0,25 0,00025 5 0,010655 F 19,14428CD 0,05 0,00005 6,5 0,161983 E 18,9823

CE 0,2 0,0002 3,5 0,036167 D 19,34243

EF 0,05 0,00005 6,5 0,161983 C 19,18045

EG 0,15 0,00015 3,5 0,637109 B 19,1911

GH 0,15 0,00015 6,5 1,183203 A 19,20239


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Le applicazioni

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3


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Le applicazioni

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Controllo sulla tabella osservo che il valore di

ottenuto medio tra 2 diversi diametri allora

converr nella progettazione utilizzare entrambe le tubazioni

La nostra domanda ora quanto di quale tubo usare

Troviamo


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Le applicazioni

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Possiamo svolgere il sistema

Troviamo la quota piezometrica del punto dove cambiare il diametro delle tubazioni

Verifiche

CASOTubi nuovi e livelli dei serbatoi invariabili

L'unica incognita Q

CASO 2

Tubi nuovi senza valvole e Q=35 l/s

Dobbiamo trovare il per cui

con ed


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Le applicazioni

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Troviamo la quota piezometrica del nuovo punto C dove cambia il diametro della nostra condotta

CASO 3

Tubi nuovi con valvole e Q=35 l/s

con con

Troviamo quota piezometrica del punto in cui installata la valvola con con con


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Le applicazioni

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La scala di deflusso e la scala di deflusso specifica relative al nostro progetto.


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CASOScriviamo le equazioni del moto ipotizzando un moto da C verso B avendo l incertezza su ci che


||Con il sistema avremo

|| Se otteniamo una portata negativa vuol dire che il moto ipotizzato per il tratto C l'inverso del reale.

Utilizziamo le formule di G.S.

con


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Troviamo cosi i coefficienti nel nostro sistema

Devo trovare la r per ogni tratto

Dal sistema imposto arbitrariamente poi mi trovo dalla seconda equazione poi mi trovo dallaquarta equazione ed infine nella terza equazione mi trovo che deve coincidere con i dati dipartenza.

Quota P.

A 325

B 300

Tratti L[m] D[m] K R r

AC 1200 0,2 90 0,0314 0,05 8157,247

BC 1200 0,2 90 0,0314 0,05 8157,247

Q1* Hc* Q2* Q3

0,046114 307,6534 0,030631 0,015484

Non abbiamo avuto risultati negativi quindi il verso ipotizzato era giusto

CASO 2Scriviamo le equazioni del moto ipotizzando un moto da C verso B avendo l incertezza su ci che


||

Possiamo osservare che per otteniamo valori negativi quindi in realt abbiamo ||Q1* Hc* Q2* Q3*

0,065 290,5356 0,034062 0,030938


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CASO

CASO 2


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Punto a)

Troviamo la pressione in tutti i punti sapendo che ed In pressione relativa abbiamo che

Troviamo ora

Trascurando il peso specifico dellaria possiamo affermare che


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Troviamo la pressione in M

La spinta per unit di larghezza il valore dellintegrale del triangolo del diagramma delle pressioni ovvero

dellarea sottesa al diagramma. Avendo un area trapezoidale:

La spinta sula parete la posso calcolare anche come

Punto b)

Dobbiamo trovare il valore di con Trovo

Dove


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