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 dell 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 idroelettico.

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 (fissando quella della pompa). Nel primo caso, si può: modificare la velocità di

rotazione della macchina (aumentandola, la curva si sposta verso l’alto a destra) oppure la

geometria della girante ( aumentando il diametro, la curva caratteristica si sposta in alto a

destra). Nel secondo caso, si può variare il quantitativo di portata transitante nei condotti,

variandone le dimensioni (l’area di sezione, quindi il diametro): riducendo la portata, la

curva caratteristica dell’impianto diventerà più ripida, mantenendo il termine della quota

geodetica iniziale H0.