Uni ver sit à degli Studi di Roma “Tor Ver gat a” – Fac olt à di Ing egneri a 1 Impianti Industriali 1 Impianti Industriali 1 (Meccanica, Ambiente e Territorio, Energetica) (Meccanica, Ambiente e Territorio, Energetica) sito ufficiale: sito ufficiale: www.uniroma2.it/didattica/impind1 www.uniroma2.it/didattica/impind1 Ing. Vit o Introna Dip. to Ingegneria Meccanica (2° pian o edifici o Ingegne ria Indus trial e) Tel. 06-72597179 E-mail: impind1@un iroma2.it Uni ver sit à degli Studi di Roma “Tor Ver gat a” – Fac olt à di Ing egneri a 2 Servizio acqua Servizio acqua
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(qualità dell’acqua nei processo)• Impurità disciolte
– Sali di calcio e magnesio (alcalinità, durezza, corrosione),Sali di sodio (sapore, alcalinità, schiume nelle caldaie),Sali di ferro (acidità e corrosione), composti azotati, gas(azoto-inerte, ossigeno-corrosivo- anidride carbonica-desiderabile in limitate concentrazioni, metano-esplosivo)
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ApprovvApprovv. da acque superficiali. da acque superficiali
• Da mare– una o più condotte ad opportuna distanza dalla riva ed una stazione di
pompaggio sulla terraferma
– L’acqua viene convogliata in una vasca da accumulo dalla quale lepompe la prelevano e la inviano alle utenze o all’impianto didissalazione. In entrambi i casi l’acqua viene clorata
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ApprovvApprovv. da acque superficiali. da acque superficiali
• Da lago
– Il prelievo deve avvenire ad una distanza dal fondo sufficiente a limitareil contenuto di vegetazione o torbidità e ad una distanza dalla superficietale da limitare le escursioni termiche ed il contenuto di microorganismied evitare correnti dovute al vento
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ApprovvApprovv. da acque superficiali. da acque superficiali
• Da acque dolci (fiumi e canali)– Se il livello dell’acqua in corrispondenza delle derivazioni rimane all’incirca
costante nel tempo il prelievo dell’acqua avviene mediante canale di derivazione eparatoia di regolazione della portata
– Se il livello subisce variazioni notevoli si realizza anche una diga (a valle delladerivazione) avente lo scopo di assicurare una certa costanza del livello incorrispondenza del punto di presa
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ApprovvApprovv. da acque superficiali. da acque superficiali
• Da acque dolci (fiumi e canali)
– Per piccole quantità da approvvigionare è possibile ricorrere ad imbocchi,adeguatamente posizionati (che sia sempre sotto il livello ma non troppo vicino alfondo)
– L’imbocco rappresentato, posto su supporto mobile, è adatto per fiumi con conalte differenze di livello
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ApprovvApprovv. da acque sotterranee. da acque sotterranee
• Da falde freatiche (acque sotterranee a pelo libero)
– La captazione avviene per pompaggio
– A seguito del prelievo dell’acqua si verifica un abbassamento del pelo liberoall’interno della falda, dipendente dalla portata Q, per un’area di raggio R
– Tale fenomeno influenza la prevalenza richiesta alla pompa di prelievo e la portatamassima prelevabile
• H = altezza della falda o livellopiezometrico statico
• Q = portata volumetrica (m3 /s) di
acqua estratta dal pozzo• h = altezza della falda
conseguentemente al prelievo dellaportata o livello dinamico
• s = abbassamento dinamico
• r = raggio del pozzo
• R= raggio di azione del pozzo
• f = coeff. di permeabilità
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ApprovvApprovv. da acque sotterranee. da acque sotterranee
• Da falde artesiane (acque sotterranee in pressione)
– L’acqua nella falda può avere una pressione tale da non richiedere alcunpompaggio per il suo prelievo
– Nella maggior parte dei casi ciò non avviene ed è quindi necessario predisporre unsistema di pompaggio analogo a quello per la captazione da falde freatiche (inquesto caso la pressione dell’acqua all’interno della falda ne agevola il prelievo)
• H = altezza della falda o livellopiezometrico statico
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SerbatoiSerbatoi
• La loro funzione è:– Costituire un polmone di acqua tra sorgente ed impianto
al fine di disporre di una riserva idrica quando la sorgentenon è in grado di erogare la quantità di acqua richiesta
– Riserva di sicurezza
• Possono essere di tipo diverso– Serbatoi piezometrici
– Vasche
– Autoclavi
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Serbatoi PiezometriciSerbatoi Piezometrici
• Alimentano a gravità la rete, stabilizzandone la pressione ecostituiscono un deposito di emergenza per la reteantincendio e per quelle utenze che non possono essereprivate di acqua
– Dovrà esser tale da assicurare la prevalenza richiesta dalleutenze (utenza critica Hcr) nonostante le perdite di carico per ladistribuzione (dovute anche al tratto verticale)
CRS CRCRS CRS hh H h H H −−− ∆+∆+=∆+=
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RETE DISTRIBUZIONE
SERBATOIO
P D
POMPA
SS
LS1
HS
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La funzione di riempimentoR(t) rappresenta, a meno diuna costante di integrazioneR(0), la quantità di acquapresente all’interno delserbatoio al tempo t:
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VascheVasche
• Possono essereinterrate o meno
• Fungono da serbatoiopolmone ma, adifferenza del serbatoiopiezometrico, non sonoin grado di alimentarele utenze per gravità,quindi necessitano diadeguati sistemi dipompaggio
• Il dimensionamento del
volume minimo vieneeffettuato in manieradel tutto analoga alcaso dei serbatoiopiezometrici
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• Possono essere di tipodiverso:
– Non precompressa
– Precompressa
(come in figura)
• Sono generalmentecaratterizzate da:
– Piccola capacità(0,5-2,5 m3)
– Prevalenza totaledi 30-60m;
– Portata di 5-50 m3 /h
• Sono generalmente utilizzate per impianti di acqua potabile inindustrie di piccole-medie dimensioni
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Principio di funzionamentoPrincipio di funzionamentoautoclave non precompressaautoclave non precompressa
• L’autoclave inizialmente vuota è caratterizzata da un volume disponibile V0 è unapressione p0 pari a quella atmosferica (fig.1)
• Pompando acqua all’interno (a regime costante) dell’autoclave si raggiunge unapressione p1 in corrispondenza di un livello q di acqua (fig.2);
• La pompa di alimentazione “stacca” quando viene raggiunto il livello q+Q incorrispondenza di un volume residuo V2 ed una corrispondente pressione p2 per l’ariacontenuta all’interno dell’autoclave (fig.3);
• L’autoclave è quindi in grado di erogare acqua alla portata richiesta con una pressioneoscillante tra p2 e p1 in funzione del livello dell’acqua al suo interno;
• La pompa di alimentazione “attacca”, riavviando il ciclo, quando il livello dell’acquascende fino a ridurre la pressione al valore p1;
• p0 è pari alla pressione
atmosferica (1 bar);• p1 pressione assolutaminima di esercizio
• p2 pressione assolutamassima di esercizio
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Principio di funzionamentoPrincipio di funzionamentoautoclave precompressaautoclave precompressa
• L’autoclave inizialmente vuota è caratterizzata da un volume disponibile V0 èuna pressione di precompressione p1 pari alla pressione minima di esercizio(fig.1)
• L’acqua viene pompata (a regime costante) all’interno dell’autoclave fino araggiungere la pressione massima di esercizio p2, corrispondente ad unlivello Q di acqua (fig.2) ed un volume residuo V2;
• L’autoclave è quindi in grado di erogare acqua alla portata richiesta con unapressione oscillante tra p2 e p1 in funzione del livello dell’acqua al suo interno;
• La pompa di alimentazione “attacca”, riavviando il ciclo, quando il livellodell’acqua scende fino a ridurre la pressione al valore p1;
• p1 pressione assolutaminima di esercizio =pressione di
– La pressione minima di esercizio p1 dovrà esser tale daassicurare la prevalenza richiesta dalle utenze (utenza criticaHcr) nonostante le perdite di carico per la distribuzione (questavolta non è presente il tratto verticale):
RETE DISTRIBUZIONEAUTOCLAVE
P D
POMPA
LS1
A
CRS CRCRS CRS hh H h H H −−− ∆+∆+=∆+=
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– La pressione massima di esercizio p2 resta determinata a partiredalla pressione minima una volta fissata l’escursione massimaconsentita ∆p: p p p ∆+= 12
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– Q è la quantità d’acqua pari alla differenza tra il volumemassimo di acqua all’interno dell’autoclave (V2), che fa staccarela pompa, e il volume minimo di acqua all’interno dell’autoclave(V1), che fa attaccare la pompa