Idraulica per l’Energia e l’Ambiente

Codice: U3634
SSD: ICAR/01

L’Insegnamento, che dà diritto a 9 crediti formativi, è a scelta autonoma dello studente e si tiene al I Semestre . Viene svolto in 57 ore di lezione e 15 ore di esercitazione; l’attività didattica si svolge con lezioni ed esercitazioni numeriche. L’insegnamento non prevede alcuna propedeuticità. L’esame consiste in un colloquio orale.

Obiettivi formativi:

Si intende far acquisire agli allievi i concetti fondamentali relativi al ruolo dell’Idraulica nell’ambito del nesso acqua-ciboenergia (water energy food nexus). In particolare saranno approfonditi tre aspetti principali: il deflusso nei mezzi porosi, i fenomeni di trasporto di inquinanti nei sistemi naturali, le interazione tra acqua ed energia. Il primo modulo (3 CFU) tratta le leggi del moto nei mezzi porosi saturi e parzialmente saturi, le tecniche di emungimento da falda artesiana e freatica, le prove di emungimento e il concetto di variabilità spaziale. Il secondo modulo (3 CFU) tratta i concetti di advezione, diffusione, dispersione, reazione nei mezzi naturali, le equazioni del trasporto turbolento, l’equazione del trasporto monodimensionale, alcune principali applicazioni. Il terzo modulo (3 CFU) analizza i concetti di potenza idraulica della correnti idrica, degli scambi tra potenza idrica, potenza meccanica e potenza elettrica, di efficienza ed affidabilità, al fine di un gestione integrata della risorsa idrica.

Contenuti:

Primo modulo: Idraulica dei mezzi porosi Definizione e tipologia delle falde, legge di Darcy, macro-porosità e legge di Forchheimer, variabilità spaziale, equazioni indefinite della continuità e del moto, moti a potenziale, emungimento da falda artesiana, emungimento da falda in movimento, prove di emungimento in falda artesiana in moto permanente e in moto vario), emungimento da falda freatica, fenomeno della capillarità, grandezze idrauliche nei mezzi porosi non saturi, equazioni del moto e della continuità nel non saturo, prove idrauliche nel non saturo. Secondo modulo: Fenomeni di trasporto Descrizioni dei principali fenomeni di trasporto in soluzione nei mezzi naturali, processo di advezione, processo di diffusione, processi di reazione, equazioni indefinite di trasporto turbolento, processo di dispersione, equazione del trasporto monodimensionale, fenomeni di trasporto negli alvei naturali larghi, fenomeni di trasporto nelle falde acquifere, diffusione di getti e piume. Terzo modulo: Idro-energetica Potenza idraulica di una corrente idrica, funzionamento idraulico di pompe e turbine, tipologia di pompe e turbine, equazioni di Eulero, similitudine meccanica delle macchine rotanti, equazioni di Navier-Stokes, modelli numerici risolutivi per le macchine rotanti, curve prestazionali di pompe, turbine e pompe inverse, collaudi prestazionali, regolazione delle pompe e delle turbine nelle reti di distribuzione idrica, direttive europee e normative tecniche per la progettazione ecocompatibile delle pompe e dei gruppi di pompaggio.

Materiale Didattico:

Dispense del corso Carravetta A., Martino R. – Dispense di Idraulica, Fridericiana Napoli Montuori C. – Complementi di Idraulica, Liguori Napoli