COPERTINA
PICCOLO GLOSSARIO (A-B-C-D)
E-F-G-H-K-I-L-M-N-O
P-Q-R-S-T-U-V-Z
ARIA: è una miscela di gas incolore insapore invisibile inodore. Tutte le caratteristiche che possiamo attribuirle (odore colore ecc.) dipendono da particelle di polveri o di vapori o da effetti di luce (riflessione, rifrazione) presenti in essa. La sua composizione vicino al suolo è circa 21% ossigeno O2, 78% azoto N2; il restante 1% è costituito di vapore d'acqua H2O, anidride carbonica CO2, idrogeno H2, argon Ar, polveri, ecc.
L'aria è stratificata secondo il peso specifico dei suoi componenti, per cui salendo di quota diminuisce la percentuale di O2, si annulla quella di CO2, aumenta l' H2, ecc.
ARIA PRIMARIA E SECONDARIA: quando il combustibile è liquido o polverulento (petrolio, olio pesante, polvere di carbone) esso viene miscelato con una certa quantità di aria(*) in modo da renderlo fluido e quindi trattabile con una pompa. Tale aria viene detta primaria, poiché è sempre presente. Se però a causa della portata di combustibile questa percentuale di aria non è sufficiente ad assicurare la completa combustione, viene immessa altra aria, detta secondaria, da un circuito parallelo a quello del combustibile. La miscelazione avviene subito fuori del bruciatore, durante la atomizzazione.
(*) se l'olio combustibile è particolarmente denso, insieme all'aria si immette nel tubo anche del vapore ad alta temperatura per aumentarne la fluidità.
ARROSTIMENTO: è il processo fisico che avviene quando le parti metalliche, in particolare i tubi bollitori, arrivano a temperature superiori a 400 °C. La porzione di tubo a questa temperatura diventa "tenera" poiché perde quasi totalmente la capacità di resistenza alle sollecitazioni meccaniche derivanti dalla pressione del liquido, con la conseguente possibilità di esplosione.
L'arrostimento è provocato da una cattiva conduzione del calore verso l'acqua a causa delle incrostazioni, e ciò determina un accumulo di calore nella parete metallica alla quale aderisce l'incrostazione; da ciò segue che è indispensabile eliminare il rischio delle incrostazioni.
ATOMIZZAZIONE: viene così chiamata la riduzione dei liquidi in particelle estremamente piccole, "quasi come gli atomi". In realtà esse sono infinitamente più grandi degli atomi. Tale processo serve per far sì che ciascuna particella di combustibile sia statisticamente vicina ad una molecola di ossigeno dell'aria, migliorando sensibilmente la combustione. L'olio pesante infatti non vaporizza con sufficiente velocità, per cui è possibile che una parte di esso attraversi tutta la caldaia senza bruciare. Maggiore è quindi l'atomizzazione, maggiore è il rendimento termico.
L'atomizzatore è un ugello spesso molto lungo all'interno del quale il combustibile (caldo sino a oltre 100 °C e già miscelato con una parte di aria) percorre traiettorie elicoidali, uscendo in forma di ventaglio.
BRANDEGGIO: questa parola deriva da "brando" nome medievale della spada. Il bruciatore è montato su snodi cardanici per cui può essere mosso in tutte le direzioni, proprio come una spada.
CALDAIA: è il luogo dove avviene la cessione di calore (vedi) all'acqua per effetto di una combustione (vedi). Elemento fondamentale della caldaia è il suo isolamento dall'esterno, in modo da ridurre la dispersione di calore verso l'ambiente circostante. L'isolamento si ottiene ad esempio rivestendola con mattoni refrattari (si dicono refrattari quei materiali, come le argille, che hanno un piccolo coefficiente di conduzione e quindi agiscono come forti resistenze al passaggio del calore e inoltre subiscono piccole dilatazioni) oppure con intercapedini riempite di lana di roccia o di ceneri.
CALORE LATENTE: è il calore che viene fornito durante la vaporizzazione oppure deve essere sottratto durante la condensazione. E' detto latente, cioè nascosto, perché durante tali fasi la temperatura rimane costante. In generale il calore latente è molto maggiore di quello necessario al riscaldamento. Per esempio, per l'acqua per riscaldarne un kg da 0 a 100 °C bastano 100 Calorie (calore di riscaldamento), mentre per vaporizzarlo completamente occorrono 540 Cal (calore latente di vaporizzazione).
CALORE SPECIFICO: è il calore che si deve fornire (o sottrarre) ad un kg - peso (o ad un kg - massa) di un certo materiale affinché la sua temperatuta cresca (o diminuisca) di un °C (o di un °K), in ben determinate condizioni di volume e di pressione. Solitamente esso varia al variare della temperatura iniziale, cioè è diversa la quantità di calore necessaria a partire da 50 °C o a partire da 90 °C.
CAMINO: è la struttura, spesso cilindrica e altissima (sino a 200 metri e oltre), percorsa dal fumo. L'altezza è in relazione alla quantità di fumo trasportato in quanto deve assicurare la dispersione in un volume d'aria quanto più grande possibile, anche tenendo conto dei venti dominanti sul luogo.
Deve essere assicurata la ricaduta degli elementi inquinanti il più lontano possibile per evitare gravi danni a vegetali e animali dovuti ad eccessive concentrazioni.
CELSIUS: è la scala delle temperature relative; si indica solitamente con la t minuscola; ha lo zero in corrispondenza dello stato ghiaccio fondente (cioè ghiaccio in presenza della sua acqua) dell'acqua distillata alla pressione atmosferica e il valore 100 in corrispondenza dello stato di vaporizzazione alla stessa pressione; il grado Celsius è "grande" come il grado Kelvin.
CENERI: tutti i combustibili, ad eccezione dei gas, contengono impurità (terre, metalli) che non bruciano e solitamente non passano nei fumi. Queste impurità si depositano perciò alla base del focolare e si accumulano sul fondo. Periodicamente devono essere portate via e, a seconda della loro composizione chimica, vengono utilizzate in agricoltura oppure nell'industria del cemento oppure per fare mattoni speciali (mattoni refrattari). Le ceneri sono anche usate direttamente in edilizia come isolante termico, grazie al fatto che fra i granelli di cenere rimane intrappolata una grande quantità di aria.
CENTRIFUGA: nel c.c.s. arriva vapore umido, cioè contenente goce d'acqua trascinate dal vapore. Per eliminare l'umidità e quindi avere vapore secco, si usa nei grandi impianti far passare il vapore all'interno di una centrifuga, in modo da espellere l'acqua separandola dal vapore.
CONDENSATORE: è uno degli elementi principali dell'impianto termoelettrico, per almeno tre motivi: a) il costo intrinseco; b) il risparmio che consente; c) il vantaggio termodinamico.
a) il costo intrinseco: la quantità di calore che si deve sottrarre al vapore è spesso enorme e quindi occorrono grandi quantità di acqua di raffreddamento con le relative pompe di circolazione;
b) il risparmio che consente: a tale costo corrisponde un risparmio altrettanto grande dovuto al recupero dell'acqua di alimento che ha caratteristiche chimiche e fisiche particolari;
c) il vantaggio termodinamico: il condensatore consente di abbassare notevolmente (come pressione e temperatura) la chiusura del ciclo termodinamico, rendendo migliore il rendimento dell'impianto.
CONDENSAZIONE ACIDA: nei fumi (vedi paragrafo sulla combustione) si trovano numerose anidridi (ossidi) di azoto e di zolfo insieme al vapore prodotto per effetto della combustione dell'idrogeno che si trova nella molecola del combustibile. Se il fumo scende ad una temperatura inferiore a 100 °C tale vapore condensa intorno ai tubi dell'economizzatore, formando acidi come il solforico e il nitrico, i quali corrodono il metallo (acciaio).
Di conseguenza il fumo deve uscire dal camino ad oltre 100 °C, portandosi via una buona parte del calore. D'altra parte, se il fumo non fosse abbastanza caldo, si muoverebbe molto lentamente aumentando i depositi di polvere intorno ai tubi, diminuendo la possibilità di scambio termico.
CORPO CILINDRICO INFERIORE (c.c.i.): si trova alla base dei tubi bollitori e li raccorda in modo che l'acqua si distribuisca in ciascuno di loro (vedi foto). E' munito di valvole di sicurezza, di carico e di scarico. Nei grandi impianti al suo interno si trovano le pompe di circolazione, cioè quelle che danno la pressione finale di esercizio sia al liquido che al vapore. Vi arriva l'acqua proveniente dall'economizzatore e quindi a temperatura superiore a 100 °C. E' collegato con un tubo esterno al c.c.s.
CORPO CILINDRICO SUPERIORE (c.c.s.): è il luogo dove avviene la separazione fra il vapore e le gocce d'acqua da esso trascinate: in questo modo il vapore "umido" diventa "secco". Periodicamente va effettuato lo spurgo per eliminare i fanghi che inevitabilmente si formano. E' collegato con un tubo esterno al c.c.i. (tubo di troppo pieno) che contribuisce a mantenere efficiente la circolazione dell'acqua.
DEGASATORE: Per allontanare i gas dall'acqua di alimento nelle torri di trattamento e per mantenere il vuoto nel condensatore si usano solitamente i degasatori ad eiezione nei quali viene sfruttata l'energia cinetica del vapore spillato ad opportuna pressione lungo il suo circuito. Il degasatore è costituito da un tubo di Venturi con il divergente piuttosto lungo, percorso dal vapore. Nella sezione ristretta giunge il tubo collegato con l'impianto da cui si vuole estrarre il gas: in essa sezione si crea una depressione dipendente sia dalla geometria dell'apparato, sia dalla pressione ed energia cinetica del vapore utilizzato; in questo modo i gas da eliminare vengono aspirati nel tubo di Venturi ed espulsi all'esterno. I degasatori possono essere sistemati in batteria sia in serie (per ottenere un più alto grado di vuoto) sia in parallelo (per avere maggiori portate di gas estratto).
DUOMO: è una protuberanza più o meno grande del c.c.s. nel quale si raccoglie il vapore secco prima di essere inviato al surriscaldatore; su di esso sono montate valvole di sicurezza e di regolazione, sia manuali che automatiche, essendo uno dei punti critici dell'impianto. Per esempio, se le turbine accoppiate all'alternatore si fermano, il flusso di vapore si può fermare proprio aprendo le valvole di sicurezza montate sul duomo.
D'UOMO (PASSO): il passo d'uomo è l'apertura attraverso la quale possono passare gli uomini addetti alla manutenzione, in particolare dei corpi cilindrici. Solitamente esso è chiuso con guarnizione e flangia.
DUREZZA: la durezza dell'acqua misura la quantità di ioni calcio Ca e magnesio Mg presenti e provenienti in modo essenziale da calcite CaCO3 e magnesite MgCO3. La durezza è anche facilmente riscontrabile: le acque dure infatti tendono a non far sciogliere sapone e detersivo (è quasi impossibile lavare i piatti con acqua di mare).
Il calcio e il magnesio producono incrostazioni durissime tanto più facilmente quanto maggiore è la temperatura ed è perciò che nelle acque di caldaia devono essere ad un livello minimo.