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Deflusso delle acque piovane QR

Posted on da Jens-Uwe Vogel

r 5/2 pioggia di cinque minuti, che statisticamente deve essere prevista una volta ogni 2 anni r 5/100 Pioggia di cinque minuti, che statisticamente deve essere prevista una volta ogni 100 anni

Nella DIN 1986-100 i valori per un certo numero di città tedesche sono elencati come esempi. I valori differiscono da r 5/2 = da 200 a 250 l / (s ha) o r 5/100 = 800 l / (s ha) [1 ha = 10.000 m²]. Informazioni sugli eventi di pioggia possono essere ottenute dalle autorità locali o, in alternativa, dal servizio meteorologico tedesco. I valori di riferimento sono forniti nella DIN EN 1986-100 Appendice A. Se non sono disponibili valori, si dovrebbe assumere r T (n) = 200 l / (s ha). I sistemi di linea e i relativi componenti del sistema di drenaggio della pioggia devono essere dimensionati per un evento di pioggia media per motivi economici e per garantire la capacità di autopulizia. La pioggia calcolata rientra nell’ambito della norma DIN 1986-100 un evento di pioggia idealizzato (pioggia in blocco) con un’intensità di pioggia costante nell’arco di 5 minuti. L’annualità (T n ) da utilizzare in ciascun caso per il caso di progettazione è determinata dal compito. Gli eventi di pioggia superiori alla pioggia calcolata (r 5/2 ) sono previsti come pianificato.

Curva della pompa

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La curva caratteristica della pompa è curva e decresce da sinistra a destra nel diagramma all’aumentare della portata. La pendenza della curva caratteristica è determinata dal progetto della pompa e, in particolare, dal progetto della girante. La caratteristica della curva della pompa è la dipendenza reciproca della portata e della prevalenza. Ogni variazione della prevalenza determina sempre una variazione della portata. Grande portata – & gt; testa bassa Piccola portata – & gt; testa grande Sebbene solo il sistema di tubazioni installato, a causa delle resistenze intrinseche, determini quale portata viene convogliata ad una data potenza della pompa, la pompa in questione può assumere sempre un solo punto di lavoro sulla sua curva caratteristica. Questo punto di lavoro è l’intersezione della curva della pompa con la rispettiva curva della rete di tubazioni. Oltre alla curva caratteristica Q-H, nelle pompe centrifughe si trovano spesso le seguenti curve caratteristiche:
  • performance
    • Potenza albero P 2 (Q)
    • Potenza assorbita P 1 (Q) (spesso con motopompe sommergibili e pompe a umido)
  • efficienza
    • Rendimento idraulico η hydr (Q)
    • Rendimento complessivo η tot (Q) (spesso con motopompe sommergibili e pompe a rotore bagnato)
  • NPSH richiesto NPSH req (Q)
  • Velocità n (Q)
& nbsp;

Calcolo della caratteristica del sistema

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La prevalenza necessaria di una pompa in una tubazione non ramificata si ottiene dall’equazione di BERNOULLI per flussi unidimensionali stazionari di mezzi incomprimibili: p in , p out = pressioni durante l’aspirazione o lo scarico dei livelli di liquido = densità del liquido g = accelerazione di gravità (9,81 m/s²) H geo = dislivello statico tra il livello del liquido dei contenitori lato aspirazione e lato pressione H l, tot = perdita totale per attrito del tubo tra ingresso e uscita v in , v out = velocità di flusso medie nei contenitori lato aspirazione e lato pressione Secondo la legge di continuità, le velocità medie di flusso nei serbatoi lato aspirazione e lato pressione sono per lo più insignificanti e possono essere trascurate se le superfici del serbatoio sono relativamente grandi rispetto a quelle delle tubazioni. In questo caso, la formula precedente è semplificata in: La parte statica della caratteristica dell’impianto, cioè la parte che non dipende dalla velocità del flusso e quindi dalla portata, è: Per i sistemi chiusi, questo valore è zero. L’importo totale delle perdite è costituito dalle perdite di tutti i componenti delle linee di aspirazione e di pressione. Con numeri di REYNOLDS sufficientemente grandi è proporzionale al quadrato della portata. g = accelerazione di gravità (9,81 m/s²) H l, tot = perdita totale per attrito tra entrata e uscita v i = velocità medie del flusso attraverso l’area della sezione trasversale del tubo i A i = area caratteristica della sezione trasversale del tubo ζ i = coefficiente di perdita per attrito per tubi, raccordi, ecc. Q = portata k = fattore di proporzionalità Nelle condizioni citate, è ora possibile specificare la parabola della caratteristica del sistema: Il fattore di proporzionalità k viene determinato dal punto di lavoro desiderato. L’intersezione della caratteristica del sistema con la curva della valvola a farfalla specifica della pompa (caratteristica della pompa) rappresenta il punto di lavoro effettivo.

Caratteristiche del sistema

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La caratteristica del sistema è costituita da una parte statica e da una dinamica. H A = H A, 0 + H v (Q) È caratterizzato principalmente dalla differenza di altezza statica H Geo tra i livelli del liquido nei serbatoi di aspirazione e in pressione, nonché dalle perdite per attrito H v attraverso l’intero sistema di flusso del liquido. La componente statica H A, 0 è indipendente dalla velocità del flusso (e quindi dalla portata). Contiene la differenza di altezza geodetica e la differenza di pressione tra l’aspirazione e il recipiente a pressione o il punto di ingresso e di uscita del sistema in esame. Con circuiti chiusi (es. ricircolo riscaldamento) l’altezza statica è sempre zero. La parte dinamica della caratteristica descrive le perdite del tubo, che dipendono dalla portata. Nel caso di un flusso turbolento di fluidi NEWTON con coefficienti di perdita costanti dei componenti del sistema, la curva caratteristica risulta in una parabola quadratica. Se l’altezza statica e il punto di lavoro target sono noti, le caratteristiche del sistema possono essere visualizzate con sufficiente precisione.

Selezione della pompa

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Se il punto di funzionamento specificato di un impianto di riscaldamento si trova tra due caratteristiche della pompa, si consiglia di scegliere quella più piccola. La conseguente riduzione della portata non ha effetti degni di nota sulla potenza termica effettiva dell’impianto di riscaldamento. D’altro canto, ci sono vantaggi come una riduzione del rumore, minori costi di acquisizione e una migliore efficienza economica. Nella tecnologia del riscaldamento è comune un sottodimensionamento della portata volumetrica calcolata fino a circa il 10%. Per evitare la cavitazione (formazione di vapore all’interno della pompa), nella bocca di aspirazione della pompa deve sempre esserci una sovrapressione sufficiente (altezza di ingresso) rispetto alla tensione di vapore del mezzo di trasporto. Per le pompe funzionanti a umido, la prevalenza minima è indicata come misura della sovrapressione richiesta. Le informazioni NPSH vengono generalmente utilizzate per i motori con funzionamento a secco.

Punto di progetto della pompa

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È determinato dalla portata e dalla prevalenza alla corrispondente velocità di lavoro. Quando si pompano fluidi altamente viscosi, le caratteristiche della pompa e quindi anche il punto di progettazione si spostano rispetto alla curva caratteristica registrata con l’acqua.

Punto di progetto del sistema (punto operativo target)

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Il punto è costituito dalla portata Q e dalla portata H. Per calcolare il punto di progetto, viene prima determinata la portata volumetrica richiesta (portata della pompa). Ciò può dipendere da parametri diversi a seconda dell’applicazione (ad es. richiesta di calore per gli impianti di riscaldamento, quantità di acque reflue, ecc.). Con l’aiuto della portata volumetrica calcolata, vengono determinate le perdite per attrito della tubazione che, insieme alla prevalenza statica, determinano la prevalenza totale della pompa. Se è prevista una portata minima per l’applicazione e questa non viene raggiunta per la portata calcolata, la portata nominale viene regolata in modo da ottenere la portata minima. La pompa funziona quindi in modalità di spegnimento (in modo discontinuo). Il punto di progetto del sistema è il punto operativo desiderato (punto operativo target) per la selezione della pompa. Con le pompe standard, di solito c’è una deviazione tra il punto di lavoro desiderato e quello effettivo. La deviazione consentita dipende dall’area di applicazione ed è in parte regolata dalle norme applicabili. Nelle pompe a velocità controllata, la velocità della pompa viene modificata in modo tale da avvicinarsi esattamente al punto di lavoro target. Ciò consente un funzionamento efficiente, in particolare con sistemi che funzionano in diversi stati di carico (ad es. impianti di riscaldamento). A seconda del design della pompa, sono disponibili altre opzioni per adattare la curva della pompa al punto di lavoro target. Oltre a modificare la velocità, i seguenti metodi sono ampiamente utilizzati:
  • Spegni la girante
  • Regolazione angolo pala per pompe assiali
  • Limitazione
  • Bypassare

Prevalenza totale

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La prevalenza è definita come la forza meccanica effettiva esercitata dalla pompa sul mezzo pompato ed espressa come unità di peso con la costante gravitazionale locale. A velocità e flusso costanti è indipendente dalla densità del fluido, ma dipendente dalla sua viscosità.

Requisiti di potenza della pompa

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La richiesta di potenza o la potenza assorbita dalla pompa è quindi rappresentata anche in un diagramma come la portata idraulica della pompa.
  • Viene mostrata la dipendenza della potenza motrice della pompa dalla portata.
  • Con molti tipi di pompa, il fabbisogno massimo di potenza della pompa viene raggiunto anche alla portata massima.
Il motore di azionamento della pompa è progettato per questo punto se la pompa viene azionata sull’intera curva caratteristica. Le pompe più piccole (ad es. le pompe di circolazione del riscaldamento) sono generalmente dotate di motori che consentono il funzionamento sull’intera curva caratteristica. Ciò riduce il numero di tipi e, di conseguenza, è garantito uno stoccaggio più semplice dei pezzi di ricambio. Per le pompe più grandi, vengono solitamente offerte diverse opzioni di motore in modo da poter selezionare l’azionamento giusto in base alle condizioni operative. Se il punto di lavoro calcolato per una pompa è ad es. B. nell’area anteriore della curva caratteristica, il motore di azionamento può essere selezionato per essere più piccolo in base al fabbisogno di potenza associato. In questo caso, tuttavia, esiste il rischio di sovraccarico del motore se il punto di lavoro effettivo è ad una portata maggiore di quella calcolata (caratteristica della rete di tubazioni è più piatta). Poiché nella pratica è sempre prevedibile uno spostamento del punto di lavoro, il motore di azionamento di una pompa con funzionamento a secco dovrebbe essere progettato per essere circa il 5 – 20% più grande della potenza richiesta. Quando si calcolano i costi di esercizio di una pompa, è necessario fare una distinzione fondamentale tra la potenza meccanica richiesta della pompa P2 [kW] (potenza all’albero o potenza del giunto) e la potenza elettrica assorbita dal motore di azionamento P1 [kW]. Quest’ultima informazione è la base per il calcolo dei costi operativi. Se viene specificato solo il fabbisogno di potenza P2, questo può essere convertito nel consumo di potenza P1 dividendo per il rendimento del motore. Il consumo di energia elettrica P1 [kW] è specificato quando la pompa e il motore di azionamento formano un’unità incapsulata, come nel caso delle cosiddette pompe a umido. In questo caso è addirittura prassi comune indicare entrambi i valori P1 e P2 sulla targa dati della pompa. La potenza richiesta all’albero P2 [kW] è specificata per le unità in cui la pompa e il motore sono accoppiati tramite un giunto o un collegamento rigido dell’albero, cioè per le pompe funzionanti a secco. Ciò è necessario con questi modelli di pompe perché i più svariati modelli di motore – dal motore standard IEC al motore speciale – con i loro diversi consumi energetici e livelli di efficienza sono collegati alla pompa.

Testa d’aspirazione positiva netta (NPSHr)

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La forte dipendenza dalla velocità della pompa è generalmente riconoscibile. Se il design rimane invariato, ciò corrisponde a: Alta velocità -> Alta pressione di tenuta Bassa velocità -> Bassa pressione di tenuta Per tenere conto di eventuali incertezze nella progettazione del punto di lavoro, questi valori devono essere aumentati di un margine di sicurezza di 0,5 m quando si seleziona la pompa. Per l’altezza della pressione di mantenimento HH si determina mediante misurazione che è consentita una cavitazione minima all’altezza della pressione di mantenimento HH, che:
  • La prevalenza della pompa al punto nominale ridotta del 3%
  • Non consente alcuna distruzione materiale che ne pregiudichi la funzione e la durata.
A causa della cavitazione consentita, possono comunque verificarsi rumori di cavitazione, alcuni dei quali vengono percepiti come fastidiosi. Per eliminare la cavitazione residua è necessario aggiungere all’altezza minima di ingresso calcolata una tolleranza da + 1 a + 5 m circa. Questa aggiunta dipende dalla velocità e dal punto di lavoro della pompa.