Buondì,
appurato che a questo punto probabilmente hai già superato l'esame provo comunque a fornire la risposta al tuo quesito (così mi becco un bel ceffone dai colleghi idraulici).
Primo dubbio: tu dici
se devo calcolare la spinta per esempio su una paratoia in un tubo in cui il liquido e in movimento
Il problema e la geometria non sono molto chiari. Ti riferisci forse ad una situazione del genere?
| | |_|
|_|hs | |hd
| | | |
| |_PA_| |
|___||___|
b
con la paratoia PA in centro al condotto in basso?
(rif. Autocad 40000!)1a) Se la situazione è quella della figura con la differenza fra i peli liberi nei due rami pari a 0 e la paratia chiusa o aperta (genericamente la tua sezione di controllo), in condizioni idrostatiche avrai dai due lati una pressione uguale pari a h*gamma dove h è la differenza di quota fra il pelo libero e la quota del punto preso in esame sulla paratia (h=hs=hs), e gamma il peso di volume del fluido in esame. La risultante da un lato sarà pari all'integrale della pressione sulla sezione della condotta. La risultante totale sulla paratia (lato sinistro e lato destro) è ovviamente nulla (la somma vettoriale delle risultanti è nulla).
1b) Se nei due rami hai una differenza di quota Dh con paratoia chiusa, la risultante sulla paratia potrà essere calcolata sempre in condizioni idrostatiche come |(hs-hd)*gamma|, dove hs è l'altezza del fluido nel ramo di sinistra, hd nel ramo di destra e gamma il peso di volume del fluido nella condotta. Ho messo il segno di valore assoluto solo per darti il valore scalare (dal punto di vista vettoriale la risultante sarà rivolta verso il ramo con h più piccola).
1c) Se nei due rami hai una differenza di quota Dh con la paratoia aperta nella sezione di controllo non avrai più una condizione idrostatica ma ci sarà una condizione idrodinamica. In questo caso puoi usare l'equazione di Bernoulli (il trinomio). Puoi tracciare la linea piezometrica tenendo conto delle perdite di carico distribuite e scrivendo un'equazione di bilancio energetico tale che avrai y=i*L dove i sarà la pendenza motrice e pari Dh/(hd+b+hs) e L la distanza della sezione in esame dal punto più alto.
2) Per quanto riguarda la distribuzione delle pressioni nella sezione di controllo avrai i seguenti casi
2a) la distribuzione sulla paratia (lato destro e lato sinistro) sarà trapezoidale perchè, con hc calcolata rispetto al centro della paratia, gamma definita come sopra e d il diametro della condotta, avrai nel punto più basso della paratia la pressione (hc+d/2)*gamma e nel punto più alto della paratia la pressione (hc-d/2)*gamma.
2b) Idem come sopra con la complicazione che per avere la pressione risultante (lato sinistro e destro) dovrai calcolarti la distribuzione di pressione da un lato, poi dall'altro e infine fare la differenza punto per punto; in alternativa (più semplice perchè effettui meno calcoli) puoi usare il valore Dh, ovvero pressione maggiore pari a (Dh+d/2)*gamma nel punto più basso e pressione minore pari a (Dh-d/2)*gamma nel punto più alto.
2c) nel caso della condizione idrodinamica credo che la distribuzione di pressione sulla sezione considerata dipenda dal tipo di moto (laminare, turbolento, etc), quindi (rischio di dire una stupidaggine) andamento parabolico per moto laminare e andamento costante per moto turbolento.
Modifica 27/09/2013 Il profilo della velocità in tubo si può vedere qui http://www2.units.it/dipenerg/Vecile/09teoria.pdf nella fig. 9.2.3) la differenza fra il caso idrostatico e il caso idrodinamico è, presa l'equazione di Bernouilli z+P/gamma+(v^2)/2g nel caso idrostatico avrai solo i primi due termini mentre nel caso idrodinamico dovrai tenere conto anche della velocità.
Il fatto è che non riesco a capire bene cosa intendi per paratia, sezione di controllo (che sembra siano due e non solo una). Inoltre non si capisce se questa paratia è tutta aperta, tutta chiusa o metà e metà.
Nel frattempo mi preparo per gli schiaffi dei colleghi.
Saluti
PS se la risposta non è corretta
a) non ho capito la domanda
b) dovresti chiarire la domanda
c) dovrei ripassare idraulica o andare a vendere frigoriferi ai pinguini
