POMPEI

I principali parametri caratteristici delle pompe sono la portata Q, la prevalenza H, la potenza del motore elettrico P e il numero di giri n. Le pompe centrifughe forniscono a parità di tipo costruttivo una prevalenza variabile in funzione della velocità, del regime di rotazione e del diametro della girante. Considerando un sistema dove una pompa sposta del fluido da un serbatoio 1 ad un serbatoio 2 più alto, l'energia che la pompa deve fornire è pari a:

Si è calcolata la prevalenza della pompa, cioè l'energia che la pompa deve erogare per spostare l'unità di peso di liquido dalla sezione 1 alla sezione 2.

Si definisce NPSH (Net Positive Suction Head) la differenza di pressione che si ha in aspirazione ad una pompa e la tensione di vapore del liquido pompato nello stesso punto. All'NPSH è correlata la possibilità di vaporizzazione del liquido, e dunque la probabilità di verificarsi del fenomeno.

La cavitazione è un fenomeno che può causare l'erosione meccanica della girante. Per evitarlo, si confrontano due valori di NPSH: NPSHa, che dipende dalle caratteristiche del fluido e del circuito idraulico a monte della pompa, e NPSHr, fornito dal fornitore della pompa e dipendente dalla portata di fluido processata. Per evitare la cavitazione, è necessario che il valore calcolato di NPSH dell'impianto sia superiore a quello della pompa di almeno 1m, in modo da garantire un margine di sicurezza anche in caso di variazioni nel circuito (movimentazione valvole, incrostazioni, ecc.). La scelta della pompa rispetto al circuito si effettua tracciando la curva caratteristica dell'impianto in funzione della portata: il punto di intersezione fornirà il regime di funzionamento della pompa in quell'impianto.

Fra le varie pompe si sceglie quella che funziona al rendimento maggiore.

CAPITOLO 8: VAPORE energia termica

Gli impianti a vapore sono atti ad assicurare ad utenze industriali tramite vaporesaturo per il funzionamento di apparecchiature specifiche: il processo di trasformazione dell'energia avviene tramite 3 componenti fondamentali

1. Generatore di vapore: energia chimica di un combustibile che viene convertita in energia termica mediante una combustione, questa è ceduta ad un fluido termovettore che la trasporta alle utenze
2. Linee di distribuzione: collegamento tra generatore di vapore e utenze, realizzato come circuito chiuso
3. Apparecchi utilizzatori: nei quali il fluido termovettore cede energia termica

Il basso rendimento, dovuto alla dispersione del calore lungo le tubazioni, fa si che si prediliga la produzione direttamente sul luogo di utilizzazione, tramite centrali termiche presenti in azienda.

Il fluido termovettore è caratterizzato da:

• Non pericoloso
• ...

non aggressivo• Economico e di facile reperibilità commerciale• Elevato coefficiente di scambio termico (superfici di scambio ridotte)• Elevata capacità termica•Viene utilizzata acqua sotto forma di vapore in condizioni di vapore saturo secco: l'acqua utilizzata viene inoltre addolcita e demineralizzata per evitare le incrostazioni. L'acqua deve essere anche aerata allo scopo di eliminare sostanze corrosive come ossigeno, CO2 etc. onde evitare problemi di scambio termico per effetto di zone in contatto con aria e non vapore. Inoltre questa, in caso di arresto dell'impianto, porterebbe ad una depressurizzazione che può causare la rottura rompivuoto, dell'impianto: per evitare ciò, l'impianto dispone di valvole le quali si aprono quando la pressione all'interno del serbatoio è inferiore a quella atmosferica, ripristinando il valore ed evitando la depressione del circuito.Il vapore saturo secco è

Il vapore proveniente dalla caldaia è surriscaldato, in questo modo si riducono le perdite termiche durante la distribuzione per via del minore coefficiente di scambio termico. Tra la caldaia e l'utenza viene posto un gruppo riduttore di pressione il cui scopo è quello di garantire alle utenze una pressione (dunque la temperatura) costante al variare del carico termico: ciò consente di mantenere la temperatura desiderata alle utenze, riducendo la quantità di combustibile impiegato.

Il vapore attraversa un separatore di condensa, prima della valvola di riduzione è presente un filtro e una valvola di intercettazione: superata la valvola di riduzione è presente

• un'ulteriore valvola di intercettazione (chiude il ramo di riduzione) e una di sicurezza.
• Sono presenti due manometri, prima e dopo la riduzione, ed è inoltre presente un ramo di by-pass.
• Solitamente i regolatori di pressione sono servo-assistiti per una maggiore precisione.
• L'aumento di portata richiesto dal gruppo di termoregolazione comporta una riduzione della pressione in uscita del gruppo, il quale letto il valore si appresta a riportare la pressione al valore richiesto: una riduzione della portata comporterà un aumento della pressione in uscita.

RETE DI DISTRIBUZIONE E ACCESSORI

Il corretto dimensionamento è fondamentale: tubazioni sottodimensionate possono dar luogo a perdite di carico eccessive, mentre tubi sovradimensionati posso portare a perdite termiche che aumentano i costi di gestione dell'impianto (oltre che costi fissi maggiori).

Il dimensionamento può avvenire partendo dalle necessità dell'utenza quali pressione e portata.

da liricavare la velocità di scorrimento del vapore, la quale ha valori massimi in base al diametro del tubo (vapore saturo: 10m/s fino a 150mm, 30-40m/s per diametri superiori - vapore surriscaldato 15-60m/s, minore presenza di condensa) per via dell'effetto corrosivo che la condensa ha urtando il tubo, e dunque le dimensioni del tubo. Le tubazioni devono essere isolate termicamente per ridurre le dissipazioni termiche e la formazione di condensa. Vanno inoltre dotate di adeguata pendenza per favorire lo scarico di condensa ed aria attraverso pozzetti di raccolta: ciò previene il formarsi di incrostazioni che otturerebbero il flusso e rovinerebbero il tubo. Su lunghi tratti di diametro sono installati compensatori a soffietto che compensano la dilatazione che c'è fra impianto fermo e in marcia (per via del calore) scaricando il tubo dalle tensioni. Infine, variazioni di diametro sono sempre realizzate tramite tubazioni non eccentriche per evitare un ristagno di flusso.

condensa nella parte inferiore del tubo. Il prelievo del vapore è effettuato dall'alto, in modo da prelevare vapore quanto più secco possibile e dunque aumentare l'efficacia di scambio termico.

TERMOREGOLAZIONE

La pressione alle utenze è la minima pressione che garantisce lo stato di vapore saturo secco alla temperatura richiesta: l'afflusso del vapore avviene tramite valvola termostatica, le quali permettono di regolare la portata in funzione della temperatura del fluido riscaldato.

Le valvole di termoregolazione possono essere di due tipi:

• Valvola a dilatazione di liquido
• Valvola a tensione di vapore

Entrambe sono costituite da un corpo in cui si muove un otturatore solidale ad un elemento elastico di potenza, collegato tramite capillare ad un bulbo di rilevazione della temperatura. La dilatazione del liquido/vapore nel bulbo capillare provoca il movimento della valvola: possono essere dotate di sede doppia o semplice, queste ultime garantiscono

perfetta tenuta e sono utilizzate per richieste intermittenti, mentre le prime sono consigliate in caso di richiesta continua o poco variabile.

termoregolatori servoazionati

Per variazioni di notevole precisione sono utilizzati i comandati da una centralina.

-SCARICATORI DI CONDENSA

È necessario eliminare dalle superfici di scambio la condensa formatasi poiché essa funge da isolante incondensabili, termico e gli che possono dar luogo a fenomeni corrosivi. Ogni utilizzatore è dunque dotato di uno scaricatore d'aria e di condensa: quest'ultimo è assimilabile ad una valvola che permette lo scarico di condensa ed aria ma non di vapore. È necessario che ogni utenza abbia il proprio: un solo scaricatore di condensa, per via della diversa pressione delle varie utenze può far si che lo scarico dalle utenze a più bassa (allagamento, pressione risulti impossibile formazione di vapore all'interno delle utenze). Per evitare il fenomeno

dell'allagamento ogni utenza ha il proprio scaricatore di condensa montato più in basso possibile rispetto allo scambiatore e meno isolato di vapore). corto possibile, per evitare che il vapore crei un tappo (invaso. Gli scaricatori di condensa possono essere: - Meccanici, lo scarico avviene in base al diverso stato fisico di condensa e vapore. - A galleggiante: la condensa solleva un galleggiante il quale apre lo scarico. L'aria è eliminata tramite un elemento termostatico, il quale evita che la pressione cresca troppo e generi l'invaso di vapore. Lo scarico è continuo e modulante, rappresenta la prima scelta per tutte le applicazioni di processo termoregolate: è sensibile a condense corrosive e colpi d'ariete e può rimanere bloccato se si danneggia il galleggiante. - A secchiello rovesciato: la chiusura dell'orifizio è dovuta alla spinta di galleggiamento generata dal vapore presente all'interno del secchiello. Lo scarico.avviene solo quando lo scaricatore è completamente pieno di condensa e il secchiello apre la luce di scarico: si evita quindi la sua coibentazione per velocizzare la condensazione del vapore. Funziona ad intermittenza e l'aria è scaricata da un orifizio calibrato al di sopra del secchiello: sono però più robusti sia alla corrosione che al colpo d'ariete. Termostatici, si basano sulla differenza di temperatura tra condensa e vapore tramite l'utilizzo di un elemento termosensibile. Sono efficaci durante l'avvio dell'impianto, poiché permettono di scaricare la condensa e l'aria iniziale rapidamente. Inoltre sono impiegati quando si necessita che lo scarico della condensa avvenga quando questa raggiunge una certa temperatura. A pressioni equilibrate: costituito da un elemento flessibile o soffietto sul quale si trova l'otturatore in grado di muoversi da ev