Profili di moto permanente 3

Presentazione sul tema: "Profili di moto permanente 3"— Transcript della presentazione:

1 Profili di moto permanente 3
Idrodinamica (a.a. 2011/2012) Profili di moto permanente 3 Marco Toffolon

2 Esercizio: esame 26 ottobre 2011

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4 Q=50 Q=41 Q=9

5 Senza manufatti (tutti i valori sono calcolati senza l’ipotesi di alveo largo) Q =50 m3/s Yc=0.860 m tratto 1 (monte) soluz. analitica if = 0.013 Y = m F = 1.315 Ycon = m S = kN E = m tratto 2 (valle) soluz. analitica if = 0.003 Y = m F = 0.665 Ycon = m S = kN E = m Froude

6 tratto 1 (monte) soluz. analitica if = 0.013 Y = m F = 1.315 Ycon = m S = kN E = m velocità tratto 2 (valle) soluz. analitica if = 0.003 Y = m F = 0.665 Ycon = m S = kN E = m profondità

7 S > Svalle  deflusso libero
vena contratta, senza considerare il restringimento, senza sfioratore (Q =50 m3/s, Yc=0.860 m) tratto 1 (monte) if = 0.013 Y = m F = 1.315 Ycon = m S = kN E = m tratto 2 (valle) if = 0.003 Y = m F = 0.665 Ycon = m S = kN E = m s1 m3 sezione contratta sezione a monte Cc = 0.61 Y = 0.61 m E = m problemi: in realtà non è una paratoia a battente dubbi su come considerare la sezione ristretta energia costante: Y = m S = kN S > Smonte  risalto S = kN S > Svalle  deflusso libero

8 come se il ponte non ci fosse
energia fissata, con restringimento, senza sfioratore (Q = 50 m3/s , Yc=0.860 m) tratto 1 (monte) if = 0.013 Y = m F = 1.315 Ycon = m S = kN E = m tratto 2 (valle) if = 0.003 Y = m F = 0.665 Ycon = m S = kN E = m s1 sezione ristretta Y = m S = kN Y = m (energia costante) S = kN S < Svalle  deflusso rigurgitato Y = m S = kN sezione a monte sezione a valle Y = 1 m E = m Emonte ~ Evalle Y = m S = kN S > Smonte  risalto come se il ponte non ci fosse l’ipotesi di energia costante monte-valle non considera: perdite distribuite nel moto in pressione all’interno del manufatto perdita di uscita (tipo Borda)

9 vena contratta, senza considerare il restringimento , con sfioratore (Q = 41 m3/s , Yc=0.754 m)
tratto 1 (monte) if = 0.013 Y = m F = 1.295 Ycon = m S = kN E = m tratto 2 (valle) if = 0.003 Y = m F = 0.656 Ycon = m S = kN E = m s1 vena contratta, considerando il restringimento , con sfioratore (Q = 41 m3/s , Yc=0.754 m) b/br = 0.95 F = 0.656 restr. crit. = 0.9  il ponte non è una sezione di controllo nella sez. ristretta Yr = m (< a)

10 Sfioratore laterale L= 25 m Portata

11 alla fine dello sfioratore: Y = 0.509 m (analitico)
tratto 2 (valle) Q = 41 m3/s Yc = m --- if = 0.013 Y = m F = 1.295 Ycon = m S = kN E = m tratto 1 (monte) Q = 50 m3/s Yc = m --- if = 0.013 Y = m F = 1.315 Ycon = m S = kN E = m profondità Q1=50 Q2=41 energia costante 1 energia costante 2 alla fine dello sfioratore: Y = m (analitico) Y ~ 0.58 m (numerico) (per Q2 ~ 41.7 m3/s) deflusso

12 Integrazione semplificata del profilo nello sfioratore per determinarne la lunghezza
portata sfiorata variazione di portata profondità corrispondente alla nuova portata (ip. energia costante = E0 monte)

13 condizione per spostare il risalto nel tratto di valle:
variazione di scabrezza a monte, senza sfioratore (Q =50 m3/s, Yc=0.860 m) scabrezza originaria if = 0.013 Y = m F = 1.315 Ycon = m S = kN E = m tratto 2 (valle) if = 0.003 Y = m F = 0.665 Ycon = m S = kN E = m m3 condizione per spostare il risalto nel tratto di valle: Smonte > Svalle (relativa al moto uniforme) incognite: Y unif. monte ks monte equazioni: spinta >= Sv moto uniforme nuova scabrezza: ks > 48.3 m1/3s-1 if = 0.013 Y = m F = 1.566 Ycon = m S = kN E = m verifica transizione ponte: b/br crit = 0.87  ok