Programma

Proprietà fisiche dei fluidi
• Densità e Compressibilità
• Pressione di vapore
• Viscosità
• Tensione superficiale

Statica dei Fluidi
• Sforzo in un punto e dipendenza dalla giacitura
• Equazione fondamentale della statica dei fluidi
• Equilibrio di una massa finita di fluido in quiete
• Effetti della comprimibilità sulla distribuzione di pressione in un fluido in quiete sottoposto alla forza di gravità
• Spinta idrostatica su superficie piana
• Spinta idrostatica su superficie curva
• Moto rigido di un liquido. Equilibrio relativo

Cinematica dei fluidi
• La derivata materiale
• Il teorema di Reynolds
• Il campo di velocità nell’intorno di un punto

Dinamica dei fluidi
• Equazione di conservazione della massa
 Forma integrale
 Forma differenziale
• Relazioni costitutive
• Equazione della conservazione della quantità di moto
 Forma integrale
 Forma differenziale
• L’equazione di Eulero e la sua proiezione sulla terna intrinseca
• Conservazione dell’energia totale in un fluido non ideale
• Equazione di conservazione del momento della quantità di moto

Applicazioni del teorema di Bernoulli e dell’equazione di conservazione della quantità di moto in forma integrale
• Comportamento della quota piezometrica nel moto stazionario di un liquido in un tubo ad asse curvo
• Applicazioni del teorema di Bernoulli
 Efflusso da foro circolare sul fondo di un serbatoio
 Efflusso da paratia rettangolare sollevata sul fondo di un canale
 Efflusso da apertura rettangolare su parete verticale
 Il tubo di Pitot
 Il tubo di Venturi
• Applicazioni dell’equazione di conservazione della quantità di moto in forma integrale
 Spinta esercitata da un getto libero su una pala curva
 Forza di trascinamento agente su un corpo immerso in una corrente uniforme
 Elica
 Coppia agente sull’albero di una macchina idraulica

Moto uniforme e stazionario nei tubi
• Equazioni del moto
• Medie temporali nel regime turbolento
• Il regime laminare
• Regime turbolento
• Determinazione sperimentale del coefficiente di resistenza
• Perdite di carico concentrate

Forma adimensionale delle equazioni del moto

Moti a bassi numeri di Reynolds
• Moto tra lastre piane parallele
• Lubrificazione idrodinamica
• Moto stazionario e uniforme in un tubo cilindrico
• Sfera investita da una corrente uniforme di un fluido viscoso
• Moto tra cilindri concentrici

Strato Limite
• Introduzione
• Le equazioni di strato limite
• Strato limite su lastra piana
• Effetti del gradiente di pressione – Distacco dello strato limite
• Forze agenti su corpi immersi in una corrente uniforme
• Flusso attorno ad un cilindro al crescere del numero di Reynolds
• Equazione integrale dello strato limite

Fluidi Ideali
• Equazioni del moto
• Moto irrotazionale
• Moto irrotazionale 2D
• Potenziali di moto uniforme e di sorgente/pozzo
• Potenziale di vortice libero
• Potenziale di doppietto
• Flusso attorno ad un semicorpo
• Flusso attorno ad un cilindro
• Forza esercitata su un corpo immerso in una corrente uniforme

Fluidi Comprimibili
• Regimi di movimento
• Flusso isentropico stazionario di un gas ideale
• Pressione di ristagno
• Portata in massa fluente in un convergente-divergente (tubo di Venturi)
• Flusso in un convergente-divergente (tubo di Venturi)
• Flusso stazionario di un gas ideale in un tubo lungo a sezione costante
• Onda d’urto normale

Testi Adottati

Dispense ed esercizi svolti distribuiti dal Docente.

Bibliografia Di Riferimento

1. M Mossa, AF Petrillo, Idraulica, Casa Editrice Ambrosiana 2. D Citrini, G Noseda, Idraulica, Casa Editrice Ambrosiana 3. AC Yunus, JM Cimbala, Fluid mechanics: fundamentals and applications, International Edition, McGraw Hill Publication, 2006 4. BR Munson, AP Rothmayer, TH Okiishi, WW Huebsch, Fundamentals of Fluid Mechanics, Wiley & Sons, 7th edition, 2012 5. BE Larock, RW Jeppson, GZ Watters, Hydraulics of pipeline systems, CRC press, 2000 6. MH Chaudry, Applied Hydraulic Transients, Springer, 2014 7. EB Wylie, VL Streeter, Hydraulics Transients, Mc Graw Hill, 1967 8. GK Batchelor, An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press, 1967 9. LD Landau, EM Lifshitz, Fluid Mechanics, Pergamon Press, 1987 10. SB Pope, Turbulent Flows, Cambridge University Press, 2000 11. E Marchi, A Rubatta, Meccanica dei Fluidi. Principi e applicazioni idrauliche, UTET

Modalità Erogazione

Le lezioni si volgeranno in presenza e contemporaneamente sulla piattaforma Teams.

Modalità Frequenza

La frequenza è facoltativa, ma fortemente consigliata.

Modalità Valutazione

L'esame può svolgersi in due modalità distinte: Valutazione in itinere tramite due prove scritte di esonero, consistenti ciascuna nella soluzione di due esercizi e nella trattazione di un argomento proposto dal Docente. Se entrambe le prove in itinere sono sufficienti (valutazione maggiore o uguale a 18/30) il risultato finale è la media aritmetica dei due risultati. Valutazione in un'unica soluzione da effettuarsi durante gli appelli d'esame previsti dal calendario accademico, consistente in una prova scritta che prevede la soluzione di tre esercizi e in una successiva prova orale, cui si accede se la prova scritta è sufficiente (valutazione maggiore o uguale a 18/30) e in cui si deve illustrare un argomento proposto dal Docente.