Soluzione Maturità ITIS Indirizzo Meccanica Progetto Brocca 1996

Soluzione esame di Stato ITIS indirizzo meccanica - progetto Brocca anno 1996

Prefazione al tema

Nella parte sottostante è rappresentato lo schema circuitale dell’impianto idraulico, dove vengono raffigurate: la pompa di sollevamento situata a un’altezza (ha) o (hm) riferita, dal centro di aspirazione, rispettivamente al pelo libero del serbatoio di aspirazione o di mandata, i due serbatoi di aspirazione e di mandata, alla pressione atmosferica, posti ad un certo dislivello Hg rispetto ai peli liquidi, poi, a propria discrezione, sono state aggiunte, per sufficiente completezza, delle saracinesche, un filtro in aspirazione o succhiarola, una valvola di non ritorno in mandata e, infine, collegati, con una tubatura costituita da parti rettilinee e da curve, profilata secondo lo schema circuitale, i vari elementi dell’impianto idraulico.

hm Hg

ha

Svolgimento:

Come primo approccio, determiniamo la portata volumetrica:

Qv = Qm · ϱ.

Qv = 144000 / 1000 = 144 m³/h → 0,04 m³/s.

La potenza idraulica risulta essere:

Pi = Peff · ηp.

Per il calcolo della potenza idraulica è necessario, non essendo specificato nel testo, conoscere il rendimento totale o semplicemente della pompa ηp, il cui valore è compreso tra 0,45 e 0,85; considerando il valore del rendimento ηp = 0,75 e ricordando che il rendimento totale è dato dal prodotto dei singoli rendimenti ηp = ηi · ηv · ηm, avremo una potenza idraulica di:

Pi = 18 · 0,75 = 13,5 kW.

Adesso, determineremo la prevalenza manometrica:

Hm = 1000 · Pi / ϑ · Qv.

Hm = 1000 · 13,5 / 9810 · 0,04 = 34,4 m.

Prefissiamo, come dato importante, la velocità dell’acqua nella tubazione, che è consigliato non sia maggiore di 2–2,5 m/s, assumeremo il valore di 2,25 m/s sia nella tubazione di mandata e di aspirazione e, con questo dato, calcoleremo:

L’area della sezione di aspirazione e di mandata:

As = Qv / c.

As = 0,04 / 2,25 = 0,0177 m².

Infine, il diametro della condotta di aspirazione e di mandata:

√

d = 4 · As / π.

√

d = 4 · 0,0177 / π = 0,150 m → 150 mm.

Valutiamo, adesso, le perdite di carico concentrate: dallo schema dell’impianto rileviamo le seguenti perdite e, dal manuale, i rispettivi singoli coefficienti di perdita:

• Nr. 3 curve a 90° con R = 1,5d; coefficiente K = 0,29;
• Nr. 1 valvola di fondo con succhiarola; coefficiente K = 2,5;
• Nr. 3 saracinesche; coefficiente K = 0,26;
• Nr. 1 brusco allargamento; coefficiente K = 1 con d₁ / d₂ < 0,1;