Dimensionamento della condotta di mandata di un impianto di sollevamento

Dimensionamento della condotta di mandata di un impianto di sollevamento

Gli impianti di sollevamento sono costituiti dai seguenti elementi principali

• vasca di carico, da cui attingono le pompe,
• pompe
• condotta di mandata.

Le condotte di manda possono essere brevi (più comuni) e si applica quando la fogna percorre una strada pressoché orizzontale o in contropendenza per impedire eccessivi approfondimenti dello scavo. La disposizione con lunga condotta di mandata può rendersi necessaria quando occorre superare una lunga salita.

Sulla condotta di mandata devono essere inserite una saracinesca e una valvola unidirezionale, quest'ultima per impedire il ritorno dell'acqua nel pozzo quando la pompa è ferma. Inoltre, sul gomito della condotta, all'uscita dal pozzo è bene installare uno sfiato, manovrabile a mano, per evacuare aria eventualmente presente.

Per quanto riguarda il dimensionamento economico si avrà un aumento del costo di costruzione Ci dell’impianto via via crescente con l’aumentare del diametro mentre, a parità di portata, diminuendo la velocità in condotta e conseguentemente le perdite di carico Δh, diminuirà la potenza e l’energia necessaria per il sollevamento e quindi i costi di esercizio Ce.

Problema matematico e le relative tecniche di risoluzione della verifica di una rete di distribuzione idrica.

Il problema di verifica di una rete di distribuzione consiste nella determinazione delle portate realmente circolanti e quindi delle pressioni e delle velocità che si verificano in rete nelle diverse condizioni di esercizio sia normali che di emergenza.

• giorni di massimo consumo: Si verifica che per la max portata nel giorno di max consumo, in ogni nodo della rete la pressione assuma sempre valori compresi tra i 20 e gli 80 metri in colonna d’acqua.
• rottura di una condotta: supposta la rottura di una condotta in una delle maglie principali della rete, bisogna verificare che in nessun nodo della rete la pressione scenda sotto i 20 metri in colonna d’acqua, ipotizzando di erogare ai nodi una portata pari al 50% della portata media nel giorno di max consumo e che nel serbatoio il livello sia il minimo.
• emergenza antincendio: Supposto di erogare la portata antincendio Qai=6√P (formula del Conti) dai due nodi della rete in posizione più sfavorevole ( i più lontani dall’alimentazione o i più alti) e solamente il 75% della portata media nel giorno di max consumo dagli altri nodi, supponendo inoltre che il livello nel serbatoio sia minimo, bisogna verificare che in nessun nodo della rete la pressione scenda sotto i 10 metri in colonna d’acqua.
• minimo consumo: occorre verificare che la pressione dei nodi non subisca, a causa delle variazioni dei consumi durante la giornata, oscillazioni superiori ai 20 - 25 m in colonna d’acqua.
• età dell’acqua: bisogna verificare che il tempo di detenzione dell’acqua nella rete non sia superiore alla 10 ore allo scopo di non pregiudicare le caratteristiche organolettiche dell’acqua e da non esaurire la protezione battericida del cloro.

Le relazioni fondamentali per risolvere il problema di verifica di una rete sono:

• equazione di continuità ai nodi ∑qi+Qj=0
• equazione del moto oppure equazione del moto alle maglie∑riqi=0

La soluzione di tali sistemi non è ottenibile per via analitica, è quindi necessario procedere con metodi iterativi di soluzione come:

• il metodo di Hardy-Cross
• i metodi matriciali (il metodo di Newton-Raphson e il metodo dell’analisi lineare)