Transcript Impianti di sollevamento File

Caratteristiche delle pompe
centrifughe
n=
num. di
giri al
minuto
i t
Wa =
γQH
η
Pompe
p per
p
pozzi:
Multistadio ad
alta
prevalenza
Girante
Filtro di
presa
Motore
Punto di funzionamento di una pompa in un impianto
Perdita di carico
nell’impianto
Pompe in serie o pompa multistadio
Pompe in parallelo
Net Positive Suction Head (NPSH)
ze
Pressione atmosferica
Tensione di vapore
Condizione ‘richiesta’ (dato
produttore della p
pompa)
p )
fornito dal p
Condizione ‘disponibile’
(dipende dall’installazione)
NPSH r = ha − ht + hm + V 2 / 2 g − z m
NHPS disp = ha + z e − Y − ht
Per evitare la cavitazione deve essere
Altezza massima
di aspirazione
NPSH disp > NPSH r
Perdite di carico
nella condotta
d’aspirazione
z e*, max = − z e, min = ha − (NPSH r + Y + ht )
Dimensionamento del pozzo di aspirazione e sequenza di lavoro
Nella condizione Qm > Q:
Q
Qm
Tempo di svuotamento
(pompa accesa) Ts = V / Qm
Tempo di riempimento
(pompa spenta)
Tr = V / Q
Intervallo fra due avviamenti
(
V
− Q)
Ta = Ts + Tr = VQm /[Q(Qm − Q )]
dTa
min Ta ⇒
=0⇒
dQ
⇒ Q = Qm / 2 ⇒
⇒ Ta , min = 4V / Qm
Noto zmax = numero
massimo di
avviamenti orari
V ≥ 900Qm / Z max
Protezione delle condotte dal colpo d’ariete: le casse d’aria
Sollevamento
Serbatoio
Rete
giornaliero distribuzione
QG
QH
Nel caso di interruzione
dell’alimentazione elettrica
agli
g impianti di sollevamento,
si hanno fenomeni di
transitorio idraulico del tipo
‘chiusura
chiusura brusca
brusca’ (provocati
dalla valvola di non ritorno)
Sovraccarico da colpo d’ariete nel caso di
Δp cV0
Δhbrusc =
=
chiusura brusca (tempo di chiusura inferiore
γ
g
alla durata di fase delle oscillazioni elastiche
nella condotta))
c = celerità delle perturbazioni nella condotta
(condotte metalliche, acqua → C≈ 1000 m/s)
Δhbrusc ≈ O 100 m !!!
V0 = velocità di moto permanente per la portata
massima di progetto
(
Possibili soluzioni per lo smorzamento dei sovraccarichi:
Vasche di oscillazione – Volani – Casse d’aria
Soluzione ottimale per gli impianti di distribuzione
)
Casse d’aria: contenitori metallici chiusi in comunicazione diretta con la
condotta, contenenti aria in pressione. Trasformano l’energia cinetica
della colonna liquida in energia potenziale elastica dell
dell’aria
aria nella cassa,
dando origine ad oscillazioni smorzate.
Sovraccarico
dinamico
Ys
Valvola
di non
ritorno
Ipotesi anelastica
(osscillazioni di
massa)
(Z
max
, Z min
V0
cV
)<
2g
L dV
d
Eq. moto
Z=
± (H + K )
g dt
Eq continuità acqua
Eq.
dU = ωVdt
YsU sn = YU n = cost. Trasf. stato (politropica) aria
H = αV 2 Perdite di carico in condotta
Perdite di carico nella strozzatura:
K = βV 2 (presenti dopo la chiusura)
Il sistema di equazioni è non lineare (perdite di carico, politropica
n=1.41 per trasformazioni adiabatiche) → metodo grafico per il calcolo
del volume massimo Umax d’aria nella cassa
LωV02
Caratteristica d’impiantoσ =
2 gU sYs
Procedimento (caso senza strozzatura K):
1 – Si predetermina il massimo sovraccarico ammissibile Zmax e dalle
condizioni statiche si calcola Zmax/Ys
2 – Dalla perdita di carico a regime H0 si calcola H0/Ys
3 – Dal
D l quadrante
d
t destro
d t del
d l grafico
fi sii determina
d t
i la
l caratteristica
tt i ti σ
4 – Dal quadrante sinistro del grafico si determina Zmin/Ys e quindi Zmin
5 – Si calcolano i volumi
d’aria caratteristici
(statico, a regime,
minimo e massimo)
4
L ωV
Us =
2 gσYs
1/ n
⎛ Ys ⎞
⎟
U 0 = U s ⎜⎜
⎟
+
Y
H
0 ⎠
⎝ s
⎛
Ys
⎜
U min, max = U s
⎜Y + Z
min, max
⎝ s
2
0
2+3
3
1/ n
⎞
⎟
⎟
⎠
2
1
Lo smorzamento delle oscillazioni risulta molto più
rapido con una perdita di carico concentrata (strozzatura)
fra cassa e condotta. Si può dimostrare che il valore
ottimale della strozzatura soddisfa la condizione
K 0 = Ha 0regime
+ Z min
P il caso di strozzatura ‘ottima’
Per
‘ i ’ esiste
i
opportuno grafico
fi modifica
difi