PRESENTAZIONE

Il corso fornisce la formazione di base nella meccanica dei fluidi con particolare attenzione alle applicazioni in campo impiantistico. Lo studente alla fine del corso, oltre ad una formazione teorica di base sulla statica e la dinamica dei fluidi, sarà in grado di affrontare semplici applicazioni che riguardano la valutazione delle pressioni, delle spinte esercitate da un fluido su contorni rigidi e, inoltre, progettare e verificare semplici impianti operanti in condizioni stazionarie. 

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si prefigge di fornire allo studente gli strumenti per impostare correttamente le equazioni di analisi integrale e differenziale del moto dei fluidi e per la loro soluzione. Inoltre verrà analizzato il funzionamento di macchine e sistemi termo-fluidodinamici semplici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercizi e esercitazioni numeriche) e lo studio individuale permetteranno allo studente di:

* conoscere i fondamenti della meccanica dei fluidi e la sua descrizione macroscopica, continua, in forma differentiale e integrale;

* comprendere le difference tra sistemi statici e dinamici;

* fornire esempi di applicazione della meccanica dei fluidi alla vita corrente e all’ingegneria di processo;

* stimare i flussi, portate e forze in sistemi fluidi;

* determinare relazioni adimensionali per sistemi con più variabili;

* discutere criticamente le approssimazioni introdotte e risultati ottenuti.

PREREQUISITI

Per un proficuo apprendimento sono richieste conoscenze base di matematica e fisica

MODALITA' DIDATTICHE

Il modulo prevede lezioni frontali in aula. Alla presentazione di contenuti teorici si alternano esercitazioni finalizzate a favorire l’apprendimento e la discussione di specifici esempi di applicazioni. Inoltre si svolgerà esperimenti in aula per illustrare concetti di base. 

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del modulo prevede la presentazione e discussione dei seguenti argomenti:   

* Esperimenti semplici per conoscere la materia
* Descrizione di un fluido, bilanco di massa, bilancio della quantità di moto Fluido in quiete, equazione di idrostatica, equazione di stato

* Bilanci di un'Interfaccia, tensione superficiale

* Idrostatica; spinta su superficie piana, spinta su superficie gobba

* Cinematica; posizione, velocità, accelerazione, linea di corrente

* Teorema di Buckingham, teorema pi-greco, similitudine completa e partiale

* Fluido in moviemento; conservazione di massa, velocità media, bilancio della quantità di moto, calcolo delle forze

* Trinomio di Bernoulli; tubo di pitot, tubo di venturi

* Equazione dell'energia cinetica, perdite di carico (concentrate e distribuite) 

* Equazione di Navier-Stokes, viscosità, adimensionalizzare un'equazione, numeri adimensionali (Reynolds, Froude, Mach, Euler)

* Soluzioni esatte dell'equazione di Navier-Stokes

* Flusso di Stokes

* Flusso potenziale

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile in aulaweb dell’insegnamento, così come gli esempi di test finale proposti negli anni precedenti. Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale in aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame, ma il libro seguente è suggeriti come testo di appoggio e approfondimento.

Marchi e Rubatta, “Meccanica dei Fluidi”, ed. Utet, 1981 

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

JAN OSCAR PRALITS (Presidente)

ALESSANDRO BOTTARO

RODOLFO REPETTO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

marzo 2019

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

La prova finale consiste nel superamento di 1) due test scritti oppure 2) un colloquio orale.

1)

Ci sarà un test intermedio e un test finale, entrambi durante il periodo delle lezioni.

Ciascun scritto consiste in un test composto da 5 problemi che devono essere risolti con uno svolgimento analitico con supporto di una calcolatrice e tabelle e diagrammi. La durata di un test è 3 ore. Gli studenti trovano in aulaweb dell’insegnamento esempi di test proposti negli anni precedenti e alcuni dei quali, su richiesta degli studenti, vengono svolti in dettaglio a lezione.

Gli studenti dovranno superare ciascuna prova scritta con un voto minimo di 18/30. Il voto finale è il voto medio dei due test. Un test non superato può essere rifatta durante gli appelli di esami. Saranno disponibili 3 appelli di esame per la sessione ‘invernale’ (gennaio, febbraio e durante la pausa didattica prevista dalla Scuola Politenica a Pasqua) e 3 appelli per la sessione ‘estiva’ (giugno, luglio, settembre).

2) 

Per chi non vuole fare i test (1), c'è la possibilità di un colloquio orale sul contenuto di tutto il corso. L'orale sarà durante uno degli appelli previsti.

Per il voto finale, sia nel caso 1) e 2), verrà anche valutata (1 - 3 punti in aggiunta sulla media finale del modulo) la realizzazione facoltativa di un video applicativo sulla meccanica dei fluidi.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento di ogni argomento verranno dati nel corso delle lezioni. Le prove scritte verte su 5 esercizi e calcoli applicativi sugli argomenti indicati nel seguito.

Il primo test sarà su ciascuno dei seguenti cinque argomenti: descrizione di un fluido, equazione di stato, idrostatica, cinematica, teorema di Buckingham e similitudine

Il second test sarà su ciascuno dei seguenti cinque argomenti: calcolo delle forze per un fluido in movimento, trinomio di Bernoulli e perdite di carico, soluzioni essatte dell'equazione di Navier-Stokes, flusso potenziale, flusso di Stokes

Calendario appelli