T_0.gif
T_4SCs.gif
PUBBLICAZIONI preVendita - INFO Soluzioni
CollapsedDOC.gif_espandi
* ExpandedDOC.gif_contrai tutto
AER_IM_gif/ALsito_INFO_Generali
05-07-15
localhost—AER_IC_DOCa.gif
* AS_PortataAria
Portata Aria - Misura e Regolazione
* Autore
Fabio Franceschi
> Capitolo_01
Misurare la Portata d'Aria in Condotte a bassa Pressione
La massa d'aria (Q) in una condotta, mossa da un ventilatore, può essere misurata e si conoscono la Densità (ρ), la Velocità (V), l'Area (S) della sezione del canale e il contenuto di Umidità e di altri gas
A rigore la Densità deve essere calcolata in funzione della Pressione (P) e della Temperatura (T), ma in applicazioni come la ventilazione o l’estrazione, si può considerare sufficiente l’approssimazione di 1,225 Kg/m3 che è il valore di Densità misurato 15 °C alla Pressione di 101.325 Pa.

*
La Portata volumetrica Q, spesso viene misurata in m3/h con la formula:
* Formula


Sotto l’ipotesi di densità costante, e supponendo nota l’eventuale presenza di altri gas o vapori, la portata dipende solo dalla Velocità dell’aria.

Uno dei sistemi per rilevare la Velocità si basa sulla misura della Pressione dinamica (Pd) per mezzo di Manometri.

La Velocità viene poi calcolata con la formula:
* Formula
AER_IM_gif/ALsito
*
Legenda
Dove k è un coefficiente adimensionale
*
La Pressione dinamica si misura per differenza fra la Pressione totale (Pt) e la Pressione statica (P).

V Figura_1

La Figura 1 rappresenta la misura della Pressione statica in un condotto in pressione, mentre la Figura 2 rappresenta la misura in un condotto in depressione.


localhost—Fcb_PA_01.gif
V Figura_2

Se la condotta è in aspirazione la Pressione statica assume un valore inferiore a quello della Pressione ambiente.
I valori assoluti delle pressioni, in mandata o in aspirazione, assumono valori diversi che dipendono dalle caratteristiche del ventilatore e del circuito

La Pressione totaleè definita come:

localhost—Fcb_PA_02.gif

V Figura_3

In Figura 3 è rappresentato il modo in cui si può misurare la Pressione totale sia in aspirazione sia in mandata..

localhost—Fcb_PA_03.gif

V Figura_4

In Figura 4 è schematizzata la misura della sola Pressione dinamica, mediante “sottrazione” della statica dalla totale.

In casi come quello raffigurato (sezioni uguali) i valori di dinamica, in mandata e in aspirazione, sono uguali .

Nelle applicazioni reali, anche in presenza di flusso regolare e di basse Velocità, la forma del fronte del flusso non è mai uniforme come nei casi rappresentati precedentemente.
localhost—Fcb_PA_04.gif

V Figura_5

La Pressione dinamica così misurata, si riferisce al punto centrale della condotta ed è utile solo a ricavare il valore di Velocità locale che è poco indicativo ai fini del calcolo della Portata.

In più, a rigore,  nel  caso in cui non fossero rispettate le condizioni di validità del teorema di Bernoulli  per un fluido viscoso in regime incomprimibile (irrotazionalità e solenoidalità), non sarebbe corretto misurare statica e totale in punti diversi.
localhost—Fcb_PA_05.gif

Le misure puntuali di Pressione dinamica che richiedono un buon grado di accuratezza vengono effettuate con un tubo di Pitot.

In questo strumento i punti di prelievo
della Pressione statica e di quella totale sono molto vicini e la posizione della presa di Pressione statica è studiata per rilevare una pressione equivalente a quella presente nel punto di misura della Pressione totale.

I metodi ufficiali di misura prevedono l’uso del tubo di Pitot
e di un numero di letture tanto più elevato quanto maggiori
sono le variazioni di velocità nel canale.

V Figura_6

È facile che nella realtà ci si trovi di fronte a profili di velocità irregolari e variabili.

In questi casi il sistema di calcolo della Portata attraverso la Pressione dinamica richiede un gran numero di misure.

Esistono sonde concepite sul modello del tubo di Pitot con la caratteristica di essere poco sensibili all’angolo d’incidenza della corrente rispetto alla presa di Pressione totale.

È consigliabile usare questo tipo di strumento ogni volta che la direzione locale della vena sia conosciuta con una scarsa approssimazione.

localhost—Fcb_PA_06.gif
V Figura_7

Il tubo di Pitot è costituito da due tubi coassiali non in comunicazione fra loro.

Il tubo centrale, orientato verso la direzione del flusso d’aria, è sottoposto alla Pressione totale, mentre i fori radiali in comunicazione con il tubo esterno sono esposti alla sola Pressione statica.

I due tubi sono collegati per mezzo di raccordi di gomma alle prese di Pressione di un Manometro differenziale e con questo si rileva la differenza fra Pressione totale e Pressione statica

Le procedure di misura sono descritte in diverse Norme fra le quali il Metodo Unichim n° 422 (Manuale 122) e la Norma UNI 10162.

Nel caso di condotte a sezione circolare questi metodi prevedono che si misuri la Velocità in punti della sezione posti su corone circolari di aree equivalenti

Poichè i valori di velocità in punti diversi vengono registrati in momenti diversi si assume che le velocità medie locali durante il processo di misura siano costanti, ma non sempre questa condizione
è rispettata.

Un ulteriore limite di un simile metodo consiste nel fatto che non si presta a rilievi in continuo, ma solo a misure saltuarie.

Altri sistemi, sebbene siano meno precisi, consentono misure in continuo.

Per questo scopo ad esempio si possono utilizzare dei tubi di Pitot multipunto.

Questi strumenti si presentano come delle aste
che sono inserite nel canale di cui si deve misurare la portata.

Queste aste riportano una serie di prese di Pressione statica e totale opportunamente distribuite.



Rappresentazione schematica del tubo di Pitot

localhost—Fcb_PA_07.gif
Un Manometro differenziale è deputato a leggere la differenza tra la Pressione alle prese di totale e quella alle prese di statica.

Il valore letto dal Manometro dipende solo dalla distribuzione di pressioni all’interno del canale.

La dipendenza dalla Velocità della Pressione differenziale così misurata
non è lineare e quindi dalla misura di Pressione media non è semplice risalire alla Velocità media e alla Portata.


Una sonda di questo genere necessita di una taratura in loco
che risulta valida per un intervallo ristretto di portate, per contro questi strumenti sono molto efficaci nello stabilire un valore di riferimento per sistemi di controllo in anello chiuso tramite la regolazione del numero di giri del ventilatore.

Un altro vantaggio di questo tipo di sonde consiste nella facilità d’installazione che richiede solo un foro nella condotta e non prevede variazioni di geometria delle tubazioni.

Come per il tubo di Pitot le condizioni di applicazione di questo strumento sono tanto più favorevoli quanto più è uniforme la distribuzione di velocità nel canale, per questo motivo è opportuno collocare la sonda lontano da variazioni di geometria della condotta sia a monte sia a valle della sezione di misura.

V Figura_8

Un’alternativa agli strumenti citati consiste nella famiglia delle flangie tarate.

Si tratta di restringimenti della condotta studiati
per provocare un salto di pressione noto a diverse velocità, le prese di pressione possono essere poste in posizioni diverse a seconda delle scelte
del costruttore.

Dato che lo strumento fornisce valori attendibili solo se ci si pone in condizioni simili a quelle di taratura è necessario rispettare una distanza minima dall’ultima variazione di sezione del canale di 5 ÷ 8 diametri e lasciare un tratto rettilineo anche dopo la sezione di misura di 3 ÷ 4 diametri.

Si sconsiglia l’uso di simili sistemi per ventilatori che lavorano al limite della loro portata massima perché il processo di misura è più intrusivo rispetto a quelli in precedenza citati e la perdita di carico di questi restringimenti può essere considerevole se sono posti in condotte strette ad alta portata.


Schema della sonda Kflow in posizione



localhost—Fcb_PA_08.gif
05-02-2010


AEROFILTRI s.r.l.
Via Rubens, 23 • 20148 Milano • Italy
Tel_+39 02 487 06 103 • Fax_+39 02 487 05 893
e-mail_aero@aerofiltri.it • Sito web www.raccoglivernice.it
.
TECA pub
> File
by_NEWS_localhost—NEWS_Matita.gif