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MECCANICA DEI FLUIDI

CODICE 84442
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 2° anno di 10375 INGEGNERIA CHIMICA E DI PROCESSO (L-9) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/06
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 2° Semestre
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    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

    L’insegnamento si compone di 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. Durante il corso è prevvisto una lezione nel laboratorio di idraulica dove gli studenti faranno dei lavori sperimentali mettendo in pratica alcuni concetti del corso.

    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

    * Introduzione alla turbolenza

    * Introduzione allo fenomeno di emulsione

    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

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

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

    1)

    Ci sarà un test intermedio e un test finale, il primo durante il periodo delle lezioni ed il secondo dopo la fine del corso.

    Ciascun scritto consiste in un test composto da 5 problemi che devono essere risolti con uno svolgimento analitico con supporto di una calcolatrice, 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 esame 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. L’esame scritto verificherà l’effettiva acquisizione delle conoscenze di base su alcune metodologie e le loro applicazioni. Le prove scritte verteranno su 5 esercizi e calcoli applicativi sugli argomenti indicati nel seguito.

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

    Il second test verificherà 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

    ALTRE INFORMAZIONI

    Si consigliano gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il/la docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi.