Conduzione delle prove

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19 Capitolo III

Conduzione delle prove

3.1 - Prove sperimentali

Sono state condotte complessivamente 82 prove sperimentali di cui 5 senza soglia di fondo al fine di tarare il modello ed avere dati di riferimento, 41 in presenza di soglia di fondo S1 (sill S1) e 36 utilizzando invece la soglia di fondo S2 (sill S2).

La pendenza studiata per tutti i test eseguiti in laboratorio si è assunta pari a i=0% (fondo orizzontale). Il materiale costituente l’alveo del canale è stato impiegato di granulometria

E4 come evidenziato in precedenza (capitolo II).

Si sono testate due portate: 20 l/s e 22 l/s. Per ognuna di queste si è variata l’altezza del pelo libero a valle (tail water) secondo 3-4 configurazioni. Ciò si è potuto ottenere modificando l’apertura della paratoia posta nella sezione terminale del canale (tabella 3.1).

Tabella 3.1 : Schema riassuntivo dei test di laboratorio

No 32,5 cm 42,5 cm 52,5 cm 62,5 cm 72,5 cm 82,5 cm 92,5 cm 112,5 cm 122,5 cm

12,9 cm E_16 *sub sub L1 L3 L5

11,5 cm L9 sub sub L10 L11 L12 L13 L14

10 cm **no jump L44 L45 L46 L47 L48

8,5 cm no jump L52 L53 L54 L55 L56

13,9 cm E_17 sub sub L15 L16 L17 L18 L19 L34 L20

12,5 cm L22 sub sub L23 L32 L24 L33 L25 L26 L27

11 cm no jump L57 L58 L59 L60 L61 L62 L63 L64 L65

12,9 cm ***away away L66 L67 L68 L69 L70

11,5 cm away away away L72 L73 L74 L75

11 cm away away away L77 L78 L79 L80

No 32,5 cm 42,5 cm 52,5 cm 62,5 cm 72,5 cm 82,5 cm 92,5 cm 112,5 cm 122,5 cm 13,9 cm L95 away away L96 L82 / L97 L83 / L98 L84 / L99 L85 / L100 L86 L87

13 cm away away away L101 L102 L103 L104 L105 L106

12,5 cm away away away L89 L90 L91 L92 L93 L94

*sub = risalto annegato **no jump = risalto assente

***away = soglia sradicata dal fondo per l'eccessiva forza della corrente E4 Q = 20 l/s T.W. Sill S2 Q= 22 l/s T.W. Sill S2 E4 T.W. T.W. Sill S1 Sill S1 Q = 20 l/s Q= 22 l/s

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Conduzione delle prove Capitolo III

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Figura 3.1 : Particolare di risalto idraulico su fondo orizzontale scabro con soglia di fondo

Sono state adoperate due soglie. La prima, S1 (figure 3.2-4), è larga 34 cm, spessa 4 cm ed ha un’altezza di 4 cm, dei quali la metà inferiore ad andamento rettilineo mentre i restanti superiori volti a simulare la scabrezza delle rocce di fondo. La seconda, S2 (figure 3.5-7), è larga 34 cm, spessa 9 cm (per scongiurare eventuali fenomeni di ribaltamento innescati dalla corrente liquida) ed ha un’altezza di 1.25 cm, dei quali gli 0.5 cm inferiori ad andamento rettilineo mentre i restanti superiori volti a simulare la scabrezza delle rocce di fondo. La realizzazione di entrambe le soglie è avvenuta tramite stampo e fusione in piombo.

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Figura 3.3 : Soglia di piombo S1 utilizzata nelle prove sperimentali (seconda vista frontale)

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Figura 3.5 : Soglia di piombo S2 utilizzata nelle prove sperimentali (prima vista frontale)

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Figura 3.7 : Soglia di piombo S2 utilizzata nelle prove sperimentali (vista laterale)

3.2 - Svolgimento di una prova sperimentale

Tutte le prove sperimentali sono state effettuate seguendo la medesima procedura:

a) Accertamento preliminare dell’assenza di ostacoli all’interno del canale. Aperta sia la paratoia di monte che quella di valle, in modo da avere una luce a battente di opportune dimensioni, si è proceduto con l’avvio della pompa di sollevamento e con l’accensione del misuratore di portata

b) Agendo sulla valvola di regolazione lungo la condotta di adduzione si è regolata la portata ad un valore prefissato, leggendone il valore sul display a cristalli liquidi collegato al misuratore di portata

c) Nel caso la prova lo prevedesse, si è disposta la soglia alla prescelta distanza dalla paratoia di monte

d) Si è proceduto alla lenta regolazione della paratoia sia di monte che di valle. La prima per aumentare il carico sulla luce a battente e quindi generare un getto in uscita di altezza inferiore a quella critica, la seconda per creare un profilo di rigonfiamento ed avere nel tratto di valle un’altezza liquida superiore a quella critica. In pratica, si è condizionato il passaggio da corrente veloce (supercritica di monte) a lenta (subcritica di valle) che origina il risalto idraulico

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e) Formatosi il risalto idraulico, si è atteso un tempo di 10-30 minuti affinché si stabilizzasse. Successivamente si è proceduto alla misurazione delle grandezze di interesse tramite idrometro a cremagliera

Figura 3.8 : Risalto idraulico in prossimità della paratoia di monte con soglia di fondo a migliorarne la stabilità Con l’idrometro è stato possibile valutare il profilo liquido, in particolare si sono misurate le seguenti grandezze:

 y1 = altezza vena liquida in uscita dalla luce a battente di monte

 yr1 = altezza vena liquida a monte del risalto (1a altezza coniugata)

 yr2 = altezza vena liquida a valle del risalto (2a altezza coniugata)

 y2 = altezza vena liquida a valle del risalto in cui è ristabilita una

distribuzione idrostatica della pressione (tail water)

 y = altezza vena liquida generica, staccata ogni 10-15 cm al fine di ricostruire il profilo liquido del risalto idraulico

Le misurazioni sono state effettuate in tre punti (A,B,C) di ogni sezione trasversale d’interesse all’interno del canale. Il punto B staccato in mezzeria, mentre A e C distanti simmetricamente 10 cm da B (figura 3.9).

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Figura 3.9 : Punti di misura sulla sezioni trasversale d’interesse

f) A causa dell’irregolarità del fenomeno studiato e della conseguente difficoltà nell’esecuzione delle misurazioni, si sono effettuate riprese video e fotografiche così da avvalersi, in fase di elaborazione, di un riscontro visivo certo

g) Terminate sia le misurazioni che le riprese video e fotografiche si è spenta la pompa di sollevamento e si è atteso il completo svuotamento del canale.