Relazione tecnica Bitonto

N

in Bar di una tubazione;

Pressione di esercizio massima

- P indica la , cioè la massima pressione che si può

E

verificare in asse alla tubazione per il più gravoso funzionamento idraulico del

sistema.

P = P + Δ = 4,11 + 3 = 7,11 bar. La P viene misurata rispetto l’idrostatica, mentre

E max p max

Δ lo si ricava dalla tabella 3 del suddetto Decreto e vale a 3,0 per pressione idrostatica

p

fino a 6,0 bar. Indica le sovrappressioni dovute a fenomeni transitori. P è la pressione

0

equivalente, cioè la pressione dovuta a carichi esterni, variazioni di temperatura ed

altre eventuali azioni incluse quelle sismiche.

Trascurando quest’ultima, si ottiene che P = 7,11 bar è minore della pressione massima

N

ammissibile dalla tubazione, come riportato in figura precedentemente. Quindi la

verifica è soddisfatta. 17

8- VALVOLA DI REGOLAZIONE

La valvola è un componente meccanico che consente l’intercettazione o la regolazione

del flusso di un materiale in grado di fluire in una tubazione al fine di garantire specifici

valori di pressione o di portata.

La valvola di regolazione è stata inserita e dimensionata al fine di poter regolare la

portata d’acqua nell’adduttore. Questo risulta necessario perché il dimensionamento

dell’adduttore è stato fatto a tubi usati e di conseguenza il carico iniziale risulta essere

in eccesso rispetto a quello necessario per il funzionamento. Rinviene, quindi, necessario

l’inserimento di questa valvola che permette di regolare la portata e quindi, col passare

del tempo, della piezometrica. All’inizio, infatti, poiché i tubi sono nuovi, la resistenza

al moto sarà minore e quindi si avrà un carico maggiore.

Si è deciso di posizionare la valvola a valle. Di seguito è allegato la scheda della valvola

con le sue caratteristiche funzionali.

8.1 Caratteristiche funzionali 18

19

8.2 Calcolo del grado di apertura

Il calcolo del grado di apertura a tubi nuovi e usati è stato effettuato utilizzando la

2

: Δh = k *

seguente formula da cui si ricava k e poi si entra in tabella.

2

Caso tubi nuovi Δh 2)

Y (m) Y g (m/s V K G.D.A.

(Kutter)

43,1 12,36 30,74 9,81 1,80 186,00 20 %

Caso tubi usati Δh 2)

Y (m) Y g (m/s V K G.D.A.

(Kutter)

43,1 30,90 12,20 9,81 1,80 70,00 30 % 20

21

9- DIMENSIONAMENTO DELLO SFIATO

Lo sfiato è un dispositivo posto nei punti di massimo relativo dell’adduttore e serve per

eliminare l’aria che si accumula e viene trasportata dall’acqua in quei punti, onde

evitare fenomeni di cavitazione che porterebbero alla rottura della condotta. Lo sfiato

presente nell’adduttore è stato posto rispettivamente nel picchetto n.° 26.

Lo sfiato che si è deciso di dimensionare è uno sfiato a tre funzioni. Per prima cosa lo si

dimensiona per il degasaggio ordinario. Dopodiché si passerà a dimensionare lo sfiato

anche per il degasaggio straordinario, cioè quando si svuota e si riempie la condotta. Gli

sfiati vengono installati all’interno di pozzetti, non connessi direttamente alla condotta

principale, ma attraverso una diramazione a T verticale alla condotta e una

saracinesca. All’interno del pozzetto sarà inoltre presente anche uno scarico che

consentirà l’eliminazione di eventuale acqua presente nel pozzetto.

9.1 Dimensionamento degasaggio continuo

Per dimensionare lo sfiato per il degasaggio continuo, si fa riferimento alla seguente

d ≤ d = 0,0063 m

formula : 63

dove :

- d è il diametro dello spillo piccolo

- D è il diametro della condotta principale.

9.2 Dimensionamento degasaggio straordinario

La prima cosa da fare è verificare la pressione dell’acqua rispetto alla pressione critica.

Si ricava la pressione critica p dalla formula di Meunier, dove p = p /0,527 = 1,96 bar.

c c atm

Nel picchetto n.° 26 la pressione assoluta p = 38,7 + 10,33 = 49,03 m = 4,90 bar

a

Facendo riferimento al grafico velocità (Q/ω) - pressione interna assoluta, poiché p > p

a c

,ci si ritrova nella condizione di regime supersonico, e quindi la portata di aria che

fuoriesce è costante e vale Q = 195*ω, dove ω rappresenta la sezione dell’orifizio con

diametro d.

Adesso, interessa calcolare il diametro d attraverso la seguente formula :

, dove V rappresenta la velocità di riempimento della condotta e vale 0,4 m/s

√

=

195

0,045 e quindi d = 0,018 m. Di conseguenza Q = 195*(0,018 *π)/4 = 0,049 m /s.

2 3

=

22

La scelta è ricaduta su uno sfiato a tre funzioni della casa produttrice PAM, Saint-

Gobain. 23

Per la scelta della serie dello sfiato, si è fatto riferimento al riempimento della condotta,

avendo fissato un valore della sovrappressione massima sopportabile pari a Δp = 0,1 bar

. Dal seguente grafico Q-p, viene fuori che la serie per lo sfiato in queste condizioni è la

numero 4000. 24

10- DIMENSIONAMENTO DELLO SCARICO

Lo scarico è una condotta che viene posta nei punti di minimo relativo e ha come

funzione quella di eliminare particelle o qualunque altro elemento solido che si

accumula in questi punti. Anch’esso, come lo sfiato, è inserito all’interno di un pozzetto

di cemento armato, collegato alla condotta principale attraverso una derivazione a T

flangiata e separata da esso attraverso una saracinesca a cuneo gommato DN 100.

Lungo l’adduttore sono previsti 2 scarichi, posizionati nei picchetti n.° 23 – 29 . Si è

dimensionato, a titolo di esempio, solo lo scarico nel picchetto 23. Non si fa un vero e

proprio dimensionamento, ma si procede con una verifica : fisso un DN di tentativo e

calcolo quindi il tempo di vuotamento. Il seguente procedimento è valido per tutti gli

altri scarichi. :

Il dimensionamento è dato dalla legge di efflusso sotto battente

∗^2

Q = * ( )* √2 ∗ ∗

μ 4

dove rappresenta il coefficiente di efflusso pari a 0,6 , d il diametro della sezione

μ

d’uscita, H il carico massimo che grava sulla luce di efflusso.

Il procedimento consiste nel dividere il carico totale H, dato dalla differenza di quota tra

sfiato e scarico, in n Δh uguali. Dopodiché calcolo la portata relativa a ogni singolo tronco

∗^2

: Q = * ( )*

pari a √2 ∗ ∗

μ

i 4

Il diametro d lo si assegna e si procede, quindi, per tentativi.

t = ,

Il tempo di svuotamento del singolo tratto è dato da dove V è dato dall’area della

i i

condotta per il tratto L , cioè il tratto da scaricare. Alla fine si calcola il tempo totale di

i = T .

scarico pari a

∑

=

∑ S

H (m) n Δh (m) d (m) L (m)

μ

24,8 0,60 15 1,6 0,10 131,54

H (m) L (m) Q (m /s) V (m ) t (s)

3 3

i i i i i

H 23,20 10,46 0,100 1,31 13,1

1

H 21,60 10,46 0,097 1,31 13,5

2 25

H3 20,00 10,46 0,093 1,31 14,1

H 18,40 10,50 0,089 1,32 14,7

4

H 16,80 10,74 0,086 1,35 15,8

5

H 15,20 10,74 0,081 1,35 16,6

6

H 13,60 10,60 0,077 1,33 17,3

7

H 12,00 8,50 0,072 1,07 14,8

8

H 10,40 8,50 0,067 1,07 15,9

9

H 8,80 8,50 0,062 1,07 17,3

10

H 7,20 6,32 0,056 0,79 14,2

11

H 5,60 6,16 0,049 0,77 15,7

12

H 4,00 5,78 0,042 0,73 17,4

13

H 2,40 6,96 0,032 0,87 27,0

14

H 0,90 6,86 0,020 0,86 43,5

15

Totale 270,8

Il tempo totale di svuotamento è quindi pari a circa 4,51 minuti. 26

11- SERBATOIO

Il serbatoio adibito a servire il comune di Bitonto è stato posto a quota di 116,60 m s.l.m.

ed è di tipo misto, in quanto presenta le vasche a terra per il compenso e un serbatoio

pensile che ha funzione di disconnessione idraulica.

Il serbatoio è stato realizzato fuori terra, in calcestruzzo armato. Questo serbatoio di

terra, in particolare, svolge tre funzioni principali : compenso, riserva e antincendio. Di

seguito è indicato il calcolo per il dimensionamento del volume e quindi delle vasche.

Il volume totale è dato da V = V + V + V

c r a

volume di compenso V = * V = ( *P*d)/1000 = 4194,96 m dove è un parametro

3

▪ c g

inversamente proporzionale alla grandezza del centro abitato che vale tra 0,20 e

0,33 e in particolare, in questo caso, si è deciso di assegnare un valore di 0,25; P è la

popolazione calcolata dalle leggi di previsione, mentre d è la dotazione pari a 320

l/ab*giorno.

volume di riserva V = * V = (β*P*d)/1000 = 13 423,87 m dove questo volume è

3

▪ β

r g

calcolato sulla probabilità di guasto sul sistema di adduzione e tiene conto di una

serie di fattori tra cui la possibilità che l’adduttore stesso viaggi, per esempio, lungo

terreni franosi, i tempi di riparazione e di intervento, i materiali con cui è realizzato.

può variare da 0,75 a 1. In questo caso si è deciso si assegnare un valore pari a

Β

0,80.

volume antincendio V = (n *t*Q *3600)/1000 = 1557,72 m rappresenta un volume

3

▪ a i a

che deve essere disponibile nella distribuzione urbana e deve essere reperibile

all’interno di idranti antincendio, dove le autobotti dei vigili del fuoco possono

approvvigionarsi.

n = numero di focolai contemporaneamente attivi (2);

i

t = ore di durata dell’incendio (5);

Q = portata antincendio; per centri abitati con numero di abitanti N > 3000 è pari

a

a Q = 6*√ = 43,27 l/s e N è espresso in migliaia.

a

Di conseguenza il volume totale V = 4194,96 + 13 423,87 + 1557,72 = 19 176,55 m . Dopo

3

aver definito il volume totale, bisogna definire le dimensioni e il numero delle vasche a

terra che alimenteranno il serbatoio pensile. Per prima cosa si fissa l’altezza del pelo

libero, che è pari a 6,00 m a cui si aggiunge un franco idraulico di 0,50 m. Dopodiché

calcolo la superficie totale delle vasche pari a S = = 2950,24 m . Per facilità costruttiva

2

T ℎ

si preferisce una vasca a pianta rettangolare la cui larghezza di non può essere maggiore

di 25,00 m in quanto si avrebbe bisogno di giunti di dilatazione e la mancanza di

27

continuità nella parete, a seguito di una forte azione della spinta dell’acqua, potrebbe

dare problemi di ritiro del calcestruzzo.

Si fissa n = 8, dove n è il numero di vasche. Ogni vasca avrà come superficie S = =

V

368,78 m . Ogni vasca avrà come dim