Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà integrato la sua conoscenza delle discipline dell’idraulica, dell’idrologia e dell’impiantistica idraulica ed avrà una panoramica completa dei presupposti teorici alla base della progettazione dei principali impianti idraulici non trattati in altri insegnamenti. Avrà approfondito lo studio delle differenti tipologie di macchine idrauliche e dei loro impieghi, avrà conoscenza delle principali problematiche connesse alla realizzazione ed all’utilizzo di centrali idroelettriche.
Competenze:
Alla fine del percorso di studio lo studente avrà sviluppato la capacità di progettare impianti idroelettrici di differente tipo in ogni loro fase: definizione delle opere di adduzione, scelta dello schema, dimensionamento delle condotte forzate, realizzazione di opere d’arte, pezzi speciali ed organi di regolazione. Lo studente sarà inoltre in grado di scegliere e dimensionare le macchine idrauliche adeguate alla circostanza ed anche di affrontare il problema dell’utilizzazione e della regolazione dei gruppi idroelettrici.
Autonomia di giudizio:
Lo studente arriverà a possedere gli strumenti per riconoscere affrontare e risolvere le principali problematiche connesse alla progettazione ed all’esercizio proprie sia degli impianti idraulici esaminati durante il corso sia di quelli che nella professione futura avrà modo di affrontare.
Capacità comunicative:
Al superamento dell’esame lo studente avrà maturato una sufficiente proprietà di linguaggio, quanto meno per quanto attiene alla terminologia tecnica specifica dell’insegnamento.
Capacità di apprendimento:
Le attività seminariali finali hanno lo scopo di introdurre lo studente ai più recenti sviluppi in termini di progettazione e realizzazione di impianti idroelettrici anche di tipo micro- e mini-idroelettrico: lo studente dovrebbe aver maturato le conoscenze e competenze di base della disciplina per affrontare, in futuro, un approfondimento autonomo di tali aspetti.
Prerequisiti
E’ utile aver frequentato il corso di Idraulica.
E’ utile aver frequentato il corso di Idrologia.
E’ utile avere una conoscenza minima di Excel e di Windows.
Contenuti dell'insegnamento
Modulo didattico 1: Opere di adduzione
Argomenti teorici: schemi fondamentali a gravità e con sollevamento, controllo dei transitori, bacini di accumulazione e vasche di carico, vasche di oscillazione.
Modulo didattico 2: Impianti idroelettrici
Argomenti teorici: schemi fondamentali, impianti con e senza regolazione dei deflussi, condotte forzate negli impianti ad alta caduta, opere d’arte correnti e pezzi speciali nelle condotte, organi di regolazione, di intercettazione e sicurezza, calcoli di dimensionamento.
Modulo didattico 3: Turbine idrauliche
Argomenti teorici: generalità, tipologie e caratteristiche funzionali, equazione fondamentale delle turbine idrauliche, similitudine e numero di giri caratteristico, curve caratteristiche di funzionamento, problemi di esercizio delle macchine.
Modulo didattico 4: Centrali idroelettriche
Argomenti teorici: programmi di utilizzazione, regolazione automatica dei gruppi idroelettrici, regolazione di pressione e velocità di fuga dei gruppi.
Esercitazione sui moduli 1-4: dimensionamento di un impianto idroelettrico ad alta caduta.
Modulo didattico 5: Impianti micro e mini idroelettrici
Argomenti teorici: tipologie di impianti idroelettrici di piccola taglia, incentivazione dell’utilizzo delle risorse rinnovabili, normativa di riferimento.
Esercitazione: studio di fattibilità tecnico economica di un impianto di piccola taglia ad acqua fluente.
Programma esteso
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Bibliografia
Testi Consigliati:
G. Evangelisti: Impianti Idroelettrici, Patron, Vol. 2. (Disponibile presso la Biblioteca di Ingegneria e Architettura)
C. Datei: La protezione delle gallerie e delle condotte nei sistemi in pressione. Libreria Cortina, Pd. (Disponibile presso la Biblioteca di Ingegneria e Architettura)
Testi di approfondimento:
M. Tanzini: Impianti Idroelettrici – Progettazione e Costruzione, Dario Flaccovio Editore. ISBN 978-88-579-0192-3.
F. Andreolli: Impianti micro idroelettrici, Dario Flaccovio Editore. ISBN 978-88-579-0135-0.
Ulteriore materiale didattico a disposizione sul portale “Web LEArning in Ateneo” (LEA UNIPR): Copia elettronica delle Diapositive utilizzate durante le lezioni frontali.
Normativa di riferimento.
Traccia di tutte le esercitazioni svolte in laboratorio.
Metodi didattici
Il corso sarà articolato in una serie di lezioni frontali avvalendosi della proiezione di diapositive, ed in una serie di attività in laboratorio informatico per l’applicazione e lo sviluppo personale di codici di calcolo dedicati allo studio dei problemi connessi alla progettazione degli impianti idroelettrici e di irrigazione. Le attività di laboratorio informatico saranno direttamente seguite dal docente.
Verranno utilizzati sia strumenti informatici di produttività individuale (Foglio elettronico) sia ambienti più evoluti di calcolo numerico (Matlab).
Al termine del corso saranno organizzati seminari di approfondimento di alcune tematiche affrontate e visite di istruzione presso impianti idroelettrici. Ciascuno studente individualmente dovrà sviluppare i progetti relativi ad un impianto idroelettrico ad alta caduta e ad un impianto ad acqua fluente e sarà seguito dal docente tramite una serie di revisioni in itinere e nel corso delle attività di laboratorio informatico.
Modalità verifica apprendimento
La preparazione è verificata mediante una prova orale e mediante una parte pratica consistente nella redazione e discussione di due distinti progetti individuali in cui l’allievo è chiamato a progettare un impianto idroelettrico ad alta caduta ed un impianto mini idroelettrico ad acqua fluente.
La verifica è così pesata: 60% verifica orale (domande teoriche, applicazione della teoria a problemi anche originali e proprietà di esposizione), 40% redazione e discussione dei progetti elaborati individualmente durante il corso.
Altre informazioni
L’insegnamento è a scelta per il Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio e per il Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile (6 CFU).
La frequenza alle lezioni frontali ed alle esercitazioni in laboratorio informatico è vivamente consigliata.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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