Stramazzo

Nell'ambito delle correnti a pelo libero, uno stramazzo è un dispositivo che sbarrando inferiormente la sezione di un fiume o di un canale, costringe la corrente a creare un rigurgito a monte e a dare origine a una vena fluida che si stacca dal contorno superiore dello sbarramento e stramazza, cioè cade, a valle.^[1]

Stramazzo sul fiume Dodder, in Irlanda, a valle del ponte dell'Orwell Road

Sezione longitudinale di uno stramazzo

Suddivisione

Tra gli stramazzi si distinguono quelli a spigolo vivo e quelli a larga soglia.

Stramazzi a spigolo vivo

Gli stramazzi a spigolo vivo, anche detti "stramazzi in parete sottile"^[2], sono solitamente realizzati con soglia verticale in metallo, in cui la vena liquida si distacca dalla soglia e il deflusso avviene a pressione atmosferica.

Sono installati dove si vuole una misura abbastanza precisa della portata e devono essere realizzati in modo che vi sia comunicazione tra l'aria al di sotto della vena fluida e l'atmosfera, in caso contrario, infatti, l'acqua discioglie l'aria attraverso la superficie inferiore provocando una depressione che disturba il moto.^[3]

Stramazzi a larga soglia

Gli stramazzi a larga soglia, anche detti "stramazzi in parete grossa"^[2], sono solitamente realizzati in muratura o calcestruzzo; in questo caso la vena liquida sormonta la soglia e aderisce al paramento di valle.

Equazione dello stramazzo

L'equazione dello stramazzo è la relazione univoca tra portata ${\displaystyle Q}$ e il carico piezometrico ${\displaystyle h}$ sullo stramazzo.

Dimensionamento

Il dimensionamento di uno stramazzo è determinato dalla portata che si vuole allontanare dal flusso. Essa, per definizione, è data dalla seguente relazione:

${\displaystyle Q=v\cdot A}$

dove Q rappresenta la portata, v la velocità del flusso in uscita dalla sezione considerata e A la sezione stessa.

Nel caso particolare la sezione da considerare è la sezione contratta, cioè quella sezione subito oltre l'ostacolo in cui si possa considerare un andamento delle pressioni lineare. L'equazione precedente prenderà, quindi, questa forma:

${\displaystyle dQ=c_{v}\cdot v_{t}\cdot c_{c}\cdot dA}$

dove ${\displaystyle c_{v}}$ è il coefficiente di contrazione relativo alla velocità (pari a 0,98), ${\displaystyle v_{t}}$ è la velocità torricelliana (velocità teorica) e ${\displaystyle c_{c}}$ è il coefficiente di contrazione relativo alla sezione (pari a 0,61).

Da cui, sapendo che ${\displaystyle v_{t}={\sqrt {2gh}}}$ e che ${\displaystyle dA=dh\cdot L}$ (dove dh è l'infinitesimo relativo all'altezza del pelo libero al di sopra dell'ostacolo e L è la lunghezza dell'apertura), si ricava che:

${\displaystyle dQ=c_{c}\cdot c_{v}\cdot L\cdot {\sqrt {2gh}}\cdot dh}$

Da ciò, integrando:

${\displaystyle Q={\frac {2}{3}}\cdot c_{c}\cdot c_{v}{\sqrt {2\cdot g\cdot h}}\cdot h\cdot L=0,4\cdot h\cdot L\cdot {\sqrt {2\cdot g\cdot h}}}$

Note

1. Çengel et al. (2007), p. 480.
2. Cipriano Pidatella, Delia Pidatella e Giampietro Ferrari Aggradi, 23, in Corso di meccanica, macchine ed energia, vol. 1, Zanichelli, 2012, ISBN 978-88-08-12819-5, OCLC 963850890. URL consultato il 18 giugno 2021.
3. Citrini et al. (1987), pp. 437-438.

Bibliografia

• Yunus A. Çengel e John M. Cimbala, Meccanica dei fluidi, a cura di Giuseppe Cozzo e Cinzia Santoro, McGraw-Hill, 2007, ISBN 978-88-386-6384-0, OCLC 799749775.
• Duilio Citrini e Giorgio Noseda, Idraulica, 2ª ed., Milano, Casa Editrice Ambrosiana, 1987, ISBN 8808081044.

Voci correlate

• Briglia (opera idraulica)
• Foronomia
• Sfioratore

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