Domande teoriche

Principali argomenti e domande teoriche possibili all’esame

1) Cos’è la cavitazione?

Riassumere quali sono gli accorgimenti da prendere per evitare che ci sia in una generica turbomacchina.

La cavitazione è un fenomeno di vaporizzazione del liquido, che si manifesta attraverso la formazione di bolle di vapore, le quali, muovendosi verso zone a pressioni maggiori della tensione di vapore, collassano e colpiscono violentemente la turbomacchina. La cavitazione deriva dal fatto che il fluido scende a pressioni al di sotto della tensione di vapore all’interno dalla turbomacchina.

Per evitarlo occorre calcolare e confrontare gli NPSHd e NPSHr, alla ricerca di quel valore di portata limite (Qlim), oltre il quale si avrà cavitazione.

A livello di installazione in un impianto, la turbomacchina può essere tutelata attraverso dei precisi accorgimenti: ridurre l’altezza di aspirazione (es. usando una pompa sotto battente), lavorare sulla riduzione delle dissipazioni (aumento del diametro delle tubazioni o riduzione della rugosità dei tubi), operare sulla temperatura del fluido di lavoro (la tensione di vapore è funzione della temperatura), lavorare sul Δp della pompa (il Δp rappresenta la differenza tra la pressione nell’imbocco di aspirazione e il punto di minima pressione all’interno della macchina e dipende dalla velocità di rotazione: diminuendola si può ridurre la perdita di pressione), inserire una pompa booster (a monte della pompa principale ci sarà un incremento di pressione che eviterà di raggiungere livelli per cui si abbia cavitazione).

La cavitazione ha luogo se il fluido scende a valori pressione inferiori della tensione di vapore e comporta la formazione di bolle di vapore, che se raggiungono zone a pressione maggiore, collassano e colpiscono violentemente la macchina. Può essere evitata studiando gli NPSHd e NPSHr alla ricerca della Qlim, oltre cui c’è cavitazione, oppure attraverso degli accorgimenti: ridurre l’altezza di aspirazione o le perdite (ad esempio, aumentando il diametro o diminuendo la rugosità delle tubazioni), operare sulla temperatura del fluido o sul Δp (che diminuisce al diminuire della velocità di rotazione), inserire una pompa booster a monte della macchina (incremento di pressione che scongiura la cavitazione).

2) Illustrare quali procedimenti occorrono per modificare il punto di funzionamento per una turbopompa inserita in un impianto idroelettrico.

Il punto di funzionamento può essere spostato o modificando la curva caratteristica della pompa (fissando quella dell’impianto) o, viceversa, modificando la curva caratteristica dell’impianto (f