IMPIANTI DI SOLLEVAMENTO CON CASSA D ARIA A. R. Di Santo, U. Fratino, V. Iacobellis, A. F. Piccinni

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1 POLITECNICO DI BARI DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELLE ACQUE E DI CIMICA IMPIANTI DI SOLLEVAMENTO CON CASSA D ARIA A. R. Di Santo, U. Fratino, V. Iacobelli, A. F. Piccinni Politecnico di Bari, 14 Novembre 6 Alberto Ferruccio Piccinni

2 MOTO VARIO NEL TRANSITORIO SUCCESSIVO ALL ARRESTO IMPROVVISO DELLA POMPA: moto anelatico cae d aria con o enza trozzatura erbatoio terminale con livello FISSO e INVARIABILE (EVANGELISTI) Z Qo CARICI ASSOLUTI A REGIME CARICO ASSOLUTO STATICO pa/ Zmin Zmax t VALVOLA DI NON RITORNO CASSA D'ARIA Z POMPA A Qo L Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

3 Modello anelatico L ga dq(t) dt Z ± ( α + β) Q (t) = Q c (t) = du(t) dt c n c (t)u (t) = c, (t)u n c, Parametri adimenionali: ν V c = ; U zc = ; u = ; V U τ = t ga LU h = αq L AL V o βq o ; σ = ; k = U g p t t t Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

4 SERBATOIO TERMINALE CON SBOCCO A QUOTA SUPERIORE A QUELLA DI MASSIMO INVASO Impianto di ollevamento Condotta premente orizzontale Caa d aria Piezometro terminale verticale o vachetta di diconeione Qo pa/ VALVOLA DI NON RITORNO CASSA D'ARIA POMPA A Ap Qo L Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

5 ga dq(t) dt [ h (t) h (t) ] ± ( α + β ) Q (t) L c p = Q c (t) = du(t) dt c n c (t)u (t) = c, (t)u n c, Qp (t) Qp,f (t) = A p dh p dt (t) Parametri adimenionali: ν V c U = ; zc = ; u = ; V U τ = t ga LU h = αq L AL V o βq o ; σ = ; k = U g p t t t z p = p ε = A p AL t V g ϕ = µl p,f Q g t 3 Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

6 n = 1,41 Traformazione adiabatica σ=,7 ho =,5 EVANGELISTI ε =, φ = 1³ z max z p,min z min 1,8,6,4, -, -,4 -,6 -, ϕ Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

7 CASSA SENZA STROZZATURA (k =) z max Oervazioni: ε= z min EVANGELISTI z max z min σ ε= z min.. σ z p,min h = z max condizionato da ε, h e z p,min. z p,min condizionato da ε z p,min h =.5 Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

8 CASSA CON STROZZATURA (k, ottimo =h + z min ) z max ε= z max z min ε= σ.1.5 z min σ.1. z p,min h =.1 z p,min h =.5 Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

9 Modello elatico Algoritmo di calcolo che integra le equazioni di moto vario al variare di h, k, σ, ε e ρ = CV g σ =,5,5 h =,5 Reta valida l ipotei anelatica nell intervallo uperiormente limitato dai valori di ρ tale che : ε =,,5 zanel zela zanel,5 S(z min ), S(z max ), S(z p,min ) nello pazio ρ, ε, σ Politecnico di Bari, 14 Novembre 6 S lim

10 CASSA SENZA STROZZATURA (K =) z max 1 Z max ε =,.8 ε =,1.6 ε,5 ε =.5.4 ε,1. ε =.1 ε, ε = zz min -.5 min Z p,min ε =,1 z p,min -.1 σ =. ε =. ε =.1 ε =.1 ρ ρ ρ σ =. z max tende aintoticamente alla configurazione anelatica retando empre inferiore ad eo Configurazione anelatica a vantaggio di icurezza z min invariato ε,5 ε =.5 ε ε =,1.1 ε = ε,. z p,min tende aintoticamente alla configurazione anelatica Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

11 CAMPO DI VALIDITÀ DEL MODELLO ANELASTICO: S(z min ) S(z min ) S(z max ) S(z max ) S(z p,min ) S(z p,min ) Condizione più retrittiva: ρ moderati: z min ρ elevati: z max h = Slim Slim Riente delle condizioni definite nell etremo di valle Politecnico di Bari, 14 Novembre 6 Crece all aumentare delle perdite di carico in condotta nelle condizioni di regime

12 CASSA CON STROZZATURA (k, ottimo =h + z min ) Etrema irregolarità della Supeficie Limite Slim Impoibilità di definire un criterio pratico di verifica h = Politecnico di Bari, 14 Novembre 6 Utilizzo di un modello che tenga conto dell elaticità del fluido e della condotta

13 Ø 1 Ø 15 GESTIONE E OTTIMIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI DI POMPAGGIO FOGNARIO E DEPURAZIONE ACQUE REFLUE IMPIANTO DI MINERVINO MURGE m 3.75 m VALVOLA DI NON RITORNO Ø Ø 15 4 POMPA CASSA D'ARIA Ø 5 STAZIONI DI MISURA m 3 m m 455 m Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

14 PRESSIONI REGISTRATE DAI TRASDUTTORI A MONTE E A VALLE DELLA VALVOLA DI NON RITORNO A SEGUITO DELL ARRESTO DELLA POMPA 1 11 downtream of check valve uptream of check valve 11 4 (m) time () time () Politecnico di Bari, 14 Novembre 6

15 PRESSIONI REGISTRATE E MISURATE DAI TRASDUTTORI A SEGUITO DELL ARRESTO DELLA POMPA recorded computed (m) time () 5 ALLA BASE DEL PIEZOMETRO VERTICALE AL PIEDE DELL IMPIANTO DI SOLLEVAMENTO (m) recorded computed time () Politecnico di Bari, 14 Novembre 6