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LE LUNGHE CONDOTTE

SONO ACQUEDOTTI E OLEODOTTI.

Le lunghe condotte presentano almeno tre aspetti particolari dal punto di vista impiantistico: 1) seguono l'andamento del terreno e quindi hanno curve orizzontali e verticali; 2) lungo linea sono dotate di apparecchiature di controllo; 3) le perdite di carico devono essere reintegrate ad intervalli regolari.

1) curve orizzontali e verticali. La lunga condotta è una "strada" percorsa da un liquido e di conseguenza non ha pendenze speciali: viene adagiata sul terreno, con qualche scavo e qualche ponte, proprio come una strada, per evitare un costo eccessivo della posa in opera. Solitamente è costituita di brevi tronchi uniti fra loro "a bicchiere"(*) se sono di ghisa oppure con flange o saldature se sono di acciaio. Qualche volta il tubo può essere costruito con pezzi speciali per superare punti difficili, come ad esempio per realizzare curve molto strette.
Le curve delle lunghe condotte creano problemi particolari costituiti dall'inerzia(**) della massa in moto rotatorio e dalla forza centrifuga Fc.
La forza centrifuga tende a produrre il distacco della porzione curva(***) da quella rettilinea (la vediamo in azione sui tubi flessibili che, al passaggio dell'acqua, raddrizzano pieghe e curve), e ciò costringe a costruire pesanti blocchi di calcestruzzo per tenere le curve in posizione.

2) apparecchiature di controllo. Sono almeno di tre tipi: a) valvole di sfogo; b) valvole di regolazione; c) strumenti di misura. Tutti sono sempre fuori terra, anche se la condotta è interrata, per ovvii motivi di accesso alla manovra.
a) nei liquidi (specialmente acqua e prodotti petroliferi) sono disciolti gas e vapori che si accumulano nei punti più alti della condotta, generando punti di rottura della vena liquida. E' necessario quindi, al sommo delle curve verticali, disporre delle valvole (di solito automatiche, ma anche manuali) per espellere gli aeriformi;
b) per poter effettuare operazioni di manutenzione o di regolazione è necessario disporre di valvole in grado di ridurre o annullare(****) la portata; queste valvole possono essere a "farfalla" oppure a "sfera" oppure a "saracinesca" comandate da "volantini" azionati a mano oppure con motori elettrici o idraulici, a seconda delle forze in gioco, derivanti dalla potenza(*****) della corrente liquida. Niente vieta che il comando avvenga a distanza con opportuni dispositivi radioelettronici.

c) l'elemento fondamentale da misurare è ovviamente la pressione e ciò si ottiene con opportuni sensori e trasduttori elettronici che portano la misura nelle sale di controllo, oppure con strumenti idraulici come il "tubo di Pitot" il quale può essere tarato in portate o in velocità o in pressioni: esso però è "locale", cioè viene montato direttamente sul tubo nella sezione dove si vuole la misura.

3) reintegro delle perdite di carico. Le perdite di carico SYi (sia quelle concentrate sia quelle distribuite) possono diventare così grandi da portare la linea dei carichi totali reali (in rosso nella figura) a toccare e anche ad incrociare(******) l'asse della condotta, indicando che l'energia H è "esaurita". In questo caso è necessario disporre stazioni di pompaggio P intermedie che hanno lo scopo di far risalire la l. c. t. r. sino ad una quota ideale.


N.B. l'asse della condotta non è né rettilineo né orizzontale e la scala delle lunghezze è diversa da quella delle altezze.


(*) La giunzione a bicchiere consiste nel sagomare a tronco di cono sia la fine del tubo precedente che l'inizio del tubo seguente in modo che penetrino l'uno nell'altro, secondo lo schema in figura. Per assicurare il contatto l'innesto viene forzato con un colpo di maglio.

E' chiaro che ciascuno di questi giunti determina una perdita di carico concentrata poiché manca la continuità del filetto fluido. Se però la condotta è lunga rispetto a ciascun tronco di tubo la perdita di carico si considera continua
(**) Ricordiamo che l'inerzia è la forza che nasce per effetto del cambiamento dello stato di quiete o di moto di una massa. In questo caso il cambiamento è costituito dalla necessità di cambiare la forma della traiettoria, da rettilinea a curvilinea.
(***) Poiché la forza centrifuga è inversamente proporzionale al raggio di curvatura R, per ridurla bisognerebbe fare curve molto ampie, ma non sempre ciò è possibile. Al posto della velocità possiamo far comparire la portata, attraverso la relazione v = q / A e si ottiene

Fc = m q2 / A2 R

Questo risultato è indicativo delle forze che possono svilupparsi nelle condotte percorse da grandissime portate, come è il caso degli oleodotti che portano il petrolio dai pozzi ai porti di imbarco sulle petroliere.
(****) La chiusura e l'apertura delle valvole di regolazione della portata deve sempre avvenire in modo lento e graduale per evitare il "colpo d'ariete", cioè una improvisa e pericolosa spinta dinamica sulle pareti e sul dispositivo che si sta azionando. Sulle valvole può essere montato un sistema ad orologeria che limita la velocità di azionamento dei volantini di comando.
(*****) La potenza di una corrente liquida è data da:

N = g q H [kgp m / s]

nella quale g è il peso specifico, q la portata e H il carico idraulico; nelle lunghe condotte q e H possono assumere valori veramente grandi, per cui la manovra delle valvole può richiedere forze eccessive.
(******)In questo caso il moto prosegue "a canaletta", cioè senza spinta e senza pressione, come se si trattasse di un canale a cielo aperto.