Progetto degli impianti di aspirazione

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Dino Papa
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1 Progetto degli impianti di aspirazione Componenti una o + cappe di aspirazione uno o + condotti di collegamento al depuratore un elettroventilatore un condotto per lo scarico dell aria in atmosfera

collegamento al depuratore un elettroventilatore

2 CAPPA Deve circoscrivere ed isolare quanto più possibile la sorgente inquinante. La forma e la tipologia della cappa deve essere scelta di volta in volta a seconda delle necessità. Cappe a cuffia: sono istallate direttamente sulle macchine e captano le polveri direttamente alla sorgente. Cappe a tetto o a baldacchino: sono istallate superiormente alle sorgenti inquinanti e sono idonee per l aspirazione di fumi, vapori e sostanze più leggere dell aria. Cappe a camera o cabine: sono a chiusura totale o parziale e sono idonee per impianti di verniciatura, saldatura e molatura.

Cappe a cuffia: sono istallate direttamente sulle macchine e captano le polveri direttamente alla sorgente.

3 Alcune tipologie di cappe CAPPE ASPIRANTI PER IMPIEGHI SPECIFICI ALCUNI TIPI DI CAPPE ASPIRANTI

4 Criteri di scelta e di istallazione delle cappe a) la cappa deve essere applicata il più vicino possibile alla sorgente di contaminazione; b) la sistemazione e la configurazione della cappa devono essere tali da far sì che le particelle si dirigano verso l apertura aspirante; c) la cappa deve essere disposta in modo che l operatore non si trovi mai fra essa e la sorgente inquinante; d) limitare con schermi o sipari le correnti d aria che possono disperdere polluzioni; e) prevedere cappe con flange in modo da ridurre la portata d aria occorrente. Osservazioni: Affinché la cappa riesca a captare gli inquinanti è necessario che in prossimità della sorgente la velocità dell aria (velocità di captazione) sia superiore alla velocità di fuga delle particelle.

inquinante; d) limitare con schermi o sipari le correnti d aria che possono disperdere polluzioni; e) prevedere cappe con flange in modo da ridurre la portata d aria occorrente.

5 Caratteristiche delle cappe In una sorgente aspirante puntiforme la velocità è diretta radicalmente, e le superfici di livello sono sferiche. La grandezza della velocità diminuisce con il quadrato della distanza dalla sorgente. Confronto fra le curve di livello delle velocità relative a una sorgente aspirante puntiforme e a condotti aspiranti a sezione circolare. Le superfici di livello, nelle cappe reali, si discostano dalla forma sferica tanto più quanto più ci si avvicina alla cappa stessa. Anche il diametro della bocca aspirante influenza la forma della superficie di livello.

Confronto fra le curve di livello delle velocità relative a una sorgente aspirante puntiforme e a condotti aspiranti a sezione circolare.

6 Curve di livello della velocità e linee di flusso in un piano passante per l asse di un condotto aspirante a sezione circolare. La forma e la distribuzione delle curve di livello NON dipende dalla velocità frontale (velocità media all imbocco della cappa), bensì solo dalla forma e dalle dimensioni della cappa stessa.

La forma e la distribuzione delle curve di livello NON dipende dalla velocità

7 A parità di velocità frontale, più il diametro della cappa aumenta, più aumenta la sua zona di influenza. Velocità assiali per aperture aspiranti di diametri diversi. Ovviamente aumenta anche la portata richiesta.

Velocità assiali per aperture aspiranti di diametri

8 La velocità cala rapidamente allontanandosi dalla cappa, da qui la necessità di posizionarla il più possibile vicino alla sorgente inquinante. Formula di Dalla Valle: v = Q 10* x 2 * A0 Fornisce il valore della velocità lungo l asse longitudinale della cappa.

9 Cappa posta superiormente ad una vasca. Q v = 0.71 P * z dove: v è la velocità dell aria [m/s] Q è la portata dell aria nella cappa [m 3 /s] P è il perimetro della vasca [m] z è la distanza verticale della cappa [m]

10 Scanalatura aspirante Solo aspirazione: v = x Se L > 1 m si ricorre ad un getto d aria in pressione di portata: Q 1 = C/L * Q 2 ; H = L tan 10 = 0.18 L Con: Q 2 = m 3 /s per m 2 di superficie C = in funzione di L

1 = C/L * Q 2 ; H = L tan 10 = 0.18 L Con: Q 2 = 0.6 0.

11 La presenza di flange in corrispondenza dell apertura aspirante della cappa limita gli effetti di bordo allontanando le curve di livello della velocità. Ciò consente di ridurre al 30% la portata d aria necessaria per assicurare una data velocità. Anche la presenza di una superficie piana genera un effetto simile, consentendo riduzioni del 25% della portata d aria. Curve di livello delle velocità e linee di flusso nel piano assiale verticale di una cappa appoggiata su un piano orizzontale.

Ciò consente di ridurre al 30% la portata d aria necessaria per assicurare una data velocità.

12 alcuni valori indicativi dei coefficienti di perdita Coefficiente di ingresso C e fattore di perdita di carico j di alcune bocche ed orifici. Coefficienti di ingresso C e fattore di perdita di carico j di alcune cappe aspiranti.

13 Perdite di carico nelle cappe Consideriamo l efflusso di un fluido attraverso un ugello: h s = p 1 - p 2 2 v2 2g h = s γ v 2 h = 2g * s γ la velocità in corrispondenza al foro d uscita: h v = C * v = C 2g * s 2 γ

14 per definizione si ha: da cui uguagliando 2 v h v = γ 2g v = 2g * h = C h v γ v h s Avevamo inoltre ricavato la relazione: dalle due si ricava: h s = (1+j) * h v C 1 = 1 + j 1 C j = 2 C 2

16 Parametri ed espressioni fondamentali per la progettazione di una cappa aspirante. Valori della velocità dell aria necessari per trasportare alcune emissioni industriali Polveri di Velocità m/s Smerigliatrici 7 10 Rettificatrici Fonderia (barilatrici, distaffatrici) Scorie d alto forno Piombo Cereali Cuoio Gomma Granito Carbone Marmo 6 10

Velocità m/s Smerigliatrici 7 10 Rettificatrici 15 20 Fonderia (barilatrici, distaffatrici) 15 22

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