Raddoppio di condotta con uscita concentrata - Nettuno

COSTRUZIONI IDRAULICHE
Esercitazione n° 2
A cura del Prof. Giuseppe Del Giudice
In riferimento alla lezione n. 27: Richiami d’idraulica delle condotte in pressione
NETWORK NETTUNO 1
Prof. Giacomo Rasulo
• I serbatoi A e B aventi, rispettivamente, la quota del pelo libero YA=120 m s.l.m. e YB=70 m
s.l.m., sono posti ad una distanza di 5000 m e sono collegati da una condotta di diametro D=250
mm (vedi Figura). Si calcoli la portata QB convogliata al serbatoio B, a tubi usati (α=1.3),
considerando la dissipazione dell’interno dislivello altimetrico.
• Successivamente, nel nodo C, posto ad una distanza LCB = 3000 m dal serbatoio di valle, viene
derivata una portata q=0.03 m 3 /s. Nell’ipotesi in cui si voglia convogliare nel serbatoio B la
stessa portata iniziale QB e che il serbatoio A sia in grado di fornire la portata complessiva
QB+q, si valuti il diametro della ulteriore condotta da realizzare nel tratto C-B, di lunghezza pari
ad LCB (condotta tratteggiata in figura). Si valutino le perdite di carico continue mediante la
formula di Scimeni-Veronese
YA
A
YC
q
C
L
Procedimento
LCB
Δh = YA - YB
La portata convogliata dal sistema, a tubi usati e sfruttando tutto il carico disponibile Δh=YA-YB, può
essere ricavata dalla relazione di Scimeni-Veronese:
1/
1.
82
1/
1.
82
4.
71
4.
71
( 120 70)
0.
25
0.
00141 5000 1.
3 0.
00141 ⎟ ⎟
⎛ ⎞ ⎛
⎞
⎜ Δh
D
⎜ − ×
Q ⎟
B =
=
= 0.07 m
⎜
⎟ ⎜
⎝
L α
⎠ ⎝
× ×
⎠
3 /s
cui corrisponde una velocità di 1.4 m/s.
Nelle nuove condizioni di funzionamento del sistema, in cui è derivata la portata q dal nodo C, lungo il
tratto di condotta A-C viene convogliata una portata QB+q = 0.07+0.03 = 0.1 m 3 /s (V= 2.04 m/s) cui
corrisponde una perdita di carico pari a:
1.
82
1.
82
Q
( 0.
1)
Δh = J L = α 0.
00141 L = 1.
3×
0.
00141 ( 5000 − 3000)
= 38.2 m
4.
71
4.
71
D
0.
25
e quindi una quota piezometrica nel nodo C pari a YC = YA – Δh = 81.8 m s.l.m.
La perdita di carico tra i due nodi C e B, uguale per le condotte in parallelo, è YC - YB = 81.8 – 70 = 11.8
m.
YB
B

COSTRUZIONI IDRAULICHE
NETWORK NETTUNO 2
Prof. Giacomo Rasulo
La ripartizione della portata complessiva QB (la portata q è derivata a monte del raddoppio) tra i due rami
paralleli è tale che nel ramo inferiore (esistente) sia convogliata la portata Q1 mentre nel ramo superiore (di
progetto) sia convogliata la portata Q2.
La portata Q1 può essere calcolata mediante l’equazione del moto (Scimeni-Veronese) applicata al tratto
inferiore:
1/
1.
82
1/
1.
82
4.
71
4.
71
11.
8 0.
25
1
0.
00141 3000 1.
3 0.
00141⎟
⎟
⎛ ⎞ ⎛
⎞
⎜ Δh
D
⎜ ×
Q =
⎟ =
= 0.042 m
⎜
⎟ ⎜
⎝
L α
⎠ ⎝
× ×
⎠
3 /s
Applicando l’equazione di continuità al nodo C è possibile ricavare la portata per il ramo superiore:
Q2 = QB
− Q1
= 0.
07 − 0.
042 = 0.028 m 3 /s
Applicando la relazione del moto al tratto superiore è possibile ricavare il diametro teorico della
tubazione di progetto D*:
1/
4.
71
1/
4.
71
⎛
1.
82 ⎞ ⎛
1.
82
0.
028 ⎞
⎜ Q
D* = α 0.
00141 L⎟
= ⎜1.
3×
0.
00141 3000⎟
= 0.214 m = 214 mm
⎜
⎟ ⎜
11.
8 ⎟
⎝
Δh
⎠ ⎝
⎠
Occorre scegliere quindi il diametro commerciale immediatamente superiore a quello teorico ricavato
dissipando il carico esuberante mediante una opportuna strozzatura (saracinesca) collocata lungo la condotta
di progetto.