Idraulica di Potenza e Funzionamento delle Motrici a Vapore
La capacità di una motrice a vapore di avvicinarsi alle condizioni di funzionamento teoriche, e quindi il suo rendimento, dipendono in gran parte dall'efficienza del sistema di distribuzione. Questo sistema è costituito dagli organi che devono alternativamente immettere vapore nel cilindro, chiudere ermeticamente ogni passaggio durante l'espansione del vapore e, infine, permettere lo scarico del vapore dal cilindro.
Sistemi di Distribuzione
Esistono diverse tipologie di sistemi di distribuzione, tra cui:
- Distribuzioni a cassetto strisciante (piano, cilindrico)
- Rubinetti rotanti
- Distribuzione con valvole a sollevamento
Un esempio di cassetto piano è quello comandato da un eccentrico calettato sull'albero motore. La trasmissione consente la regolazione nel modo più favorevole sia della fase di apertura sia della fase di chiusura.
Regolazione della Potenza
La regolazione della potenza sviluppata viene effettuata, nelle piccole motrici, mediante laminazione della pressione del vapore vivo attraverso una valvola di strozzamento. Nelle macchine più grandi, per migliorare il rendimento ai bassi carichi, si varia la durata della fase di immissione del vapore, cioè dell'apertura del cassetto della valvola di immissione.
Ciò si ottiene variando il calettamento dell'eccentrico della distribuzione o delle camme che comandano le valvole, oppure modificando, per mezzo di glifi scorrevoli o con altri sistemi, la conformazione del cinematismo che collega l'albero principale agli organi della distribuzione.
Il grado di espansione della motrice (rapporto tra il volume del cilindro alla fine della fase di espansione e lo stesso volume alla fine della fase di immissione) deve essere sufficientemente elevato in relazione alla differenza di pressione fra immissione e scarico, allo scopo di ottenere un rendimento favorevole.
Perdite di Carico nelle Tubazioni
Le perdite di carico nelle tubazioni si verificano quando si ha una diminuzione della pressione dell'acqua lungo il percorso della tubazione, dovuta alla resistenza all'attrito tra l'acqua e le pareti interne della tubatura. Le perdite di carico possono essere divise in due categorie principali: perdite di carico distribuite e perdite di carico concentrate.
- Perdite di carico distribuite: Sono dovute all'attrito lungo la lunghezza della tubazione.
- Perdite di carico concentrate: Sono dovute a elementi specifici come restringimenti, allargamenti o valvole.
Le perdite di carico nelle tubazioni devono essere tenute in considerazione durante la progettazione di un impianto idraulico, in modo da garantire che la pressione dell'acqua sia sufficiente per il corretto funzionamento del sistema.
Calcolo delle Perdite di Carico
Nel calcolo delle perdite di carico è importante considerare il numero di Reynolds e la scabrezza delle tubazioni.
Procedura di calcolo:
- Scabrezza ass. di 1° tentativo ipotizzando il regime assolutamente turbolento.
- Ricavare il λ2 di secondo tentativo.
- Segnalare quando la differenza tra i due è inferiore al 2%.
Dove ζa è il coefficiente di resistenza localizzata.
Nel caso di tubi lisci (scabrezza ε=0), il calcolo di Re rimane invariato rispetto al caso con ε>0.
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