MISURE E CONTROLLI IDRAULICI
cod. 07454

Anno accademico 2009/10
1° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Idraulica (ICAR/01)
Field
A scelta dello studente
Tipologia attività formativa
A scelta dello studente
48 ore
di attività frontali
6 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

<br />Acquisire conoscenza degli strumenti e delle tecniche di misura delle principali grandezze di interesse nella meccanica dei fluidi e dei continui. Progettare modelli fisici e numerici di opere idrauliche. Progettare sistemi di gestione e controllo automatico di impianti idraulici.

Prerequisiti

Avere sostenuto l'esame di Idraulica A

Contenuti dell'insegnamento

<br />Introduzione al SI. Richiami sulle equazioni cardinali, sulle condizioni al contorno, sui legami costitutivi : espressione in forma adimensionale. Gruppi adimensionali : significato fisico. Distribuzione di probabilità dell’errore. Teorema del limite centrale. Propagazione degli errori. Analisi dimensionale : grandezze fondamentali, struttura monomia delle equazioni dimensionali. Elementi funzionali di uno strumento di misura. Trasduttori attivi e passivi. Modi operativi : analogico e digitale. Strumenti ad annullamento di effetto. Strumenti a deflessione. Configurazione generalizzata ingresso-uscita di uno strumento. Filtri. Caratteristiche degli strumenti di misura : statiche e dinamiche. Calibrazione statica : modelli di regressione. Sensibilità statica di uno strumento, linearità, soglia, risoluzione, spazio morto. Impedenza e rigidezza generalizzate in ingresso di un sistema. Ammettenza e compliance. Caratteristiche dinamiche di sistemi lineari stazionari. Funzione di trasferimento. Strumenti di ordine zero, del primo e del secondo ordine. Risposte al gradino, alla rampa, all’impulso. Risposta in frequenza. Trasformata di Fourier dei segnali. Spettro di ampiezza e di potenza. Modulazione e demodulazione dei segnali. Segnali random. Funzione di autocorrelazione. Funzione caratteristica. Risposta a segnali periodici, transitori, modulati in ampiezza, a segnali random. Trasduttori di posizione : potenziometrici resistivi, induttivi, capacitivi, senza contatto. Strain gages. Trasduttori piezoelettrici. Sistemi ottici e optoelettronici. Interferometria laser. Misuratori di spostamento a fotodiodo. Trasduttori spostamento-pressione. Trasduttori di posizione digitali. Trasduttori di posizione ad ultrasuoni. Digitalizzatori 2-D, 3-D ad ultrasuoni. Accelerometri. Metodi stroboscopici per la misura di velocità di rotazione. Sensore a forza centrifuga (regolatore di Watt). Giroscopi. Trasduttori di forza. Trasduttori di forza a corde vibranti. Misuratori di coppia. Trasduttori di pressione. Manometri a peso morto, manometro Bourdon. Vacuometri, misuratori di Knudsen. Misuratori di velocità di un fluido : anemometro a filo o a film caldo, laser doppler, PIV. Tubo di Pitot statico. Velocimetro doppler ad ultrasuoni. Misuratori di portata : tubo Venturi, boccagli e diaframmi. Misuratori di velocità a galleggiante verticale. Misuratori a turbina. Misuratori volumetrici. Misuratori di portata elettromagnetici. Misuratori di densità. Misuratori di portata massica. Misuratori di Coriolis. Misuratori di livello : a galleggiante, a gorgogliamento, resistivo. Misuratori a risalto, a stramazzo in parete sottile, triangolari, in parete grossa. Mulinelli idrometrici. Misure di portata nei corsi d’acqua naturali. Misure di viscosità : reometri, reometri a cilindri coassiali concentrici. Misure di concentrazione di sedimenti, metodi ottici. Misure di permeabilità in laboratorio e in situ. Cenni sui termometri.<br />MODELLI FISICI<br />Teoria della similitudine. L’analisi diretta. Similitudine geometrica, cinematica, dinamica. Similitudine di Eulero, di Reynolds, di Froude, di Mach. Similitudine nella cavitazione. Similitudine nei pozzi piezometrici. I modelli idroelastici. I modelli distorti. La similitudine nel trasporto solido. La similitudine nel colpo d’ariete. La similitudine nei moti ondosi. Applicazioni dei modelli fisici : lo scaricatore a calice, lo scaricatore di fondo. La galleria di derivazione, il canale di derivazione, il dissipatore. Le conche di navigazione. Le erosioni localizzate. Sistemazioni fluviali, lagune ed estuari. Modelli di propagazione del moto ondoso. I fenomeni costieri. I modelli analogici. I modelli aerodinamici. I modelli ibridi.

Programma esteso

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Bibliografia

<br /> <br />Misure e Controlli Idraulici (2006) S. Longo & M. Petti,McGraw-Hill Italia, Collana di Istruzione Scientifica, serie di Ambiente e Territorio,  ISBN 88-386-6137-5, XI+415 pp.<br />Measurement systems, (1990) E.O.Doebelin, Mc Graw-Hill, ISBN 0-07-100697-4, pp 960+XXII<br />Metodologie moderne di misure idrauliche e idrodinamiche, (1992), G.Pulci Doria, CUEN, Napoli, ISBN 88<br />7146 183-5, pp 407<br />Introduzione all'analisi degli errori (2000) J.R.Taylor, Zanichelli, ISBN 88-08-17656-8, pp331+XII<br />I modelli fisici nell’Idraulica, (1994), A.Adami, CLEUP Ed., ISBN 88-7178-361-1<br />Controlli automatici, (1987), G.Marro, Zanichelli, ISBN 88-08-02008-8

Metodi didattici

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Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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