MANUALE
DELLE
TECNOLOGIE
DI SPRUZZO
CTG SH06 IT
INDEX
INDICE
INFORMAZIONI GENERALI
Sistemi Internazionale di unità di misura
Tabella prefissi del Sistema Internazionale Tabella di conversione: da unità Americane a unità SI
Tabella di conversione: scale della temperatura
Equivalenti metrici e decimali di frazioni di pollice
4
5
5
6
7
UGELLI SPRUZZATORI
Tipologie di spruzzatori
Fluidodinamica computerizzata (CFD)
Generazione dello spruzzo
Spettro delle gocce
Portata dell’ugello
Angolo di spruzzo
Influenza della pressione sull’angolo di spruzzo
Distribuzione dello spruzzo
Viscosità
Gravità specifica
Impatto del getto
Calcolo delle perdite di carico
9
10
11
12
15
17
18
19
23
25
26
28
MATERIALI UGELLI
Codici materiali PNR
Caratteristiche meccaniche dei materiali
Resistenza chimica dei materiali
30
31
32
Tubazioni Dati delle tubazioni Dimensionamento delle tubazioni
Flusso dell’acqua in schedula 10S Flusso dell’acqua in schedula 40S Dimensioni flange cieche a norma DIN 2567
Dimensioni flange cieche a norma ANSI
Tabella di conversione dimensioni setaccio 70
71
72
73
74
75
76
GAMMA PRODOTTI DI PNR
PUBBLICAZIONI TECNICHE
PNR produce una gamma completa di ugelli spruzzatori per applicazioni industriali e molti altri prodotti e sistemi progettati secondo le più
avanzate tecnologie del settore. Tutti i prodotti sono descritti nei seguenti cataloghi:
GAMMA PRODOTTO
SPRUZZATORI PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI
ATOMIZZATORI AD ARIA COMPRESSA
ACCESSORI
SISTEMI DI LAVAGGIO PER SERBATOI
PRODOTTI PER CARTIERE
LANCE DI RAFFREDDAMENTO
UGELLI PER ACCIAIERA
UGELLI SPRAYDRY
PRODOTTI E SISTEMI ANTINCENDIO
CTG
CTG
CTG
CTG
CTG
CTG
CTG
CTG
CTG
CTG
TV
UG
AZ
AC
LS
PM
LN
SW
SD
FF
I nostri testi tecnici vengono continuamente rivisti ed aggiornati ed inviati ai nostri Clienti inseriti nell’Elenco Spedizione Cataloghi. Se interessati a ricevere
la versione aggiornata dei nostri cataloghi, vi preghiamo di contattare la filiale PNR più vicina a voi.
ESONERO DI RESPONSABILITA’
Le informazioni qui contenute sono fornite “tal quali” e PNR non garantisce la correttezza e l’accuratezza delle stesse. Questa pubblicazione può contenere
imprecisioni tecniche o errori tipografici. Inoltre può essere soggetta a modifiche periodiche senza alcun preavviso.
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INFORMAZIONI GENERALI
Sistemi Internazionale di unità di misura
Tabella prefissi del Sistema Internazionale Tabella di conversione: da unità Americane a unità SI
Tabella di conversione: scale della temperatura
Equivalenti metrici e decimali di frazioni di pollice
4
5
5
6
7
INFORMAZIONI
INTRODUCTION
GENERALI
INFORMAZIONI GENERALI
Premessa
Per molti anni gli Ingegneri di PNR hanno lavorato insieme ai nostri Clienti nella ricerca di
soluzioni appropriate su specifici problemi applicativi in innumerevoli impianti di diversi
settori industriali.
Questa collaborazione continua ci ha permesso di raccogliere una notevole quantità di
informazioni sulle applicazioni pratiche degli ugelli spruzzatori, che ora possiamo mettere
a loro disposizione dopo averle organizzate e riunite nel presente manuale.
A tutti i nostri Clienti il nostro ringraziamento per la loro preziosa collaborazione e per il
supporto che ci hanno dato nella progettazione e produzione di una gamma sempre più
completa ed efficiente di ugelli spruzzatori e sistemi di spruzzo.
Confidiamo che i lettori apprezzino il nostro lavoro.
Ogni altra informazione, suggerimento o precisazione che possa concorrere a migliorare e
completare questo manuale è attesa e benvenuta.
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3
INFORMAZIONI GENERALI Sistemi Internazionale di unità di misura
INFORMAZIONI
GENERALI
Descrizione
Il Sistema Internazionale di unità di misura, a volte denominato SI, è stato definito dall’Organizzazione degli Standard
Internazionali (ISO) ed è basato su unità metriche. Le note seguenti comprendono la maggior parte delle unità che sono più
comunemente usate nelle grandezze relative ai fluidi.
Il sistema consiste di nove unità ed alcune unità supplementari che coerentemente da esse derivano. La coerenza sta nel fatto
che il prodotto, o il quoziente di qualsiasi quantità da due unità, nel sistema risulta in un’altra quantità unitaria. Poiché in tutto
il mondo si tende ora ad usare questo moderno sistema metrico, forniamo qui di seguito le costanti di conversione per alcune
delle unità più utili.
Grandezze fondamentali
Nel Sistema Internazionale sono definite le seguenti grandezze fondamentali:
N°
GRANDEZZA
NOME DELL'UNITA’ SI
SIMBOLO
1
Lunghezza
metro
m
2
Massa
chilogrammo
kg
3
Tempo
secondo
s
4
Temperatura termodinamica
Kelvin
K
5
Sostanza molecolare
mole
mol
6
Corrente elettrica
Ampere
A
7
Intensità della luce
candela
cd
8
Angolo piano
radiante
rad
9
Angolo solido
steradiante
sr
Da queste grandezze fondamentali ne sono derivate molte altre, tra le quali le più importanti per i nostri scopi sono:
N°
4
GRANDEZZE DERIVATE
NOME DELL'UNITA’ SI
SIMBOLO
EQUIVALENZE
10
Area
metro quadro
m
11
Volume
metro cubo
m3
12
Densità
Chilogrammo per metro cubo
13
Velocità
metro al secondo
m/s
14
Accelerazione
metro al secondo quadrato
m/s2
15
Velocità angolare
radian al secondo
rad /s
16
Frequenza
Hertz
Hz
Hz = cicli / s
17
Forza
Newton
N
N = kg · m/s2
18
Pressione
Pascal
Pa
Pa = N/m2
2
Kg/m3
19
Momento
chilogrammo al metro secondo
20
Energia
Joule
21
Energia elettrica
Watt
22
Momento di forza
Newton * metro
Nm
23
Viscosità cinematica
Metro quadro al secondo
m2/s
24
Viscosità dinamica
Secondo Pascal
Pa s
25
Conduttività termica
Watt * metro * Kelvin
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Kg m/s
J
J=N·m
W
W = J/s
W (M · K)
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INFORMAZIONI GENERALI Tabella prefissi del Sistema Internazionale
Prefissi
10n
1024
1021
1018
1015
1012
109
106
103
102
10
10−1
10−2
10−3
10−6
10−9
10−12
10−15
10−18
10−21
10−24
Prefisso
yotta
zetta
exa
peta
tera
giga
mega
kilo
etto
deca
deci
centi
milli
micro
nano
pico
femto
atto
zepto
yocto
Simbolo
Y
Z
E
P
T
G
M
k
h
da
d
c
m
µ
n
p
f
a
z
y
Nome
Quadrilione
Triliardo
Trilione
Biliardo
Bilione
Miliardo
Milione
Mille
Cento
Dieci
Decimo
Centesimo
Millesimo
Milionesimo
Miliardesimo
Bilionesimo
Biliardesimo
Trilionesimo
Triliardesimo
Quadrilionesimo
INFORMAZIONI
GENERALI
Le unità SI possono avere prefissi per rendere più comodamente utilizzabili grandi e piccole misurazioni. Per esempio, la luce
visibile ha un’ampiezza d’onda pari più o meno a 0,0000005 m, che, più comodamente, è possibile scrivere come 500 nm.
Si noti l’importanza di utilizzare correttamente i simboli maiuscoli e minuscoli per evitare ambiguità.
Non è più permesso utilizzare più prefissi in cascata: ad esempio, non si può scrivere 10 000 m = 1 dakm
Equivalente decimale
1 000 000 000 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000
1 000 000 000
1 000 000
1 000
100
10
0,1
0,01
0,001
0,000 001
0,000 000 001
0,000 000 000 001
0,000 000 000 000 001
0,000 000 000 000 000 001
0,000 000 000 000 000 000 001
0,000 000 000 000 000 000 000 001
INFORMAZIONI GENERALI Tabella di conversione: da unità Americane a unità SI
GRANDEZZA
DENSITA’
PORTATA DI FLUIDO
VOLUME DEL FLUIDO
FORZA
CALORE
TRAFERIMENTO CALORE
CAPACITA’ DI CALORE SPECIFICA
LUNGHEZZA
LUNGHEZZA
LUNGHEZZA
ENERGIA ELETTRICA
PRESSIONE
VALORE CALORICO ENTALPY
PESO SPECIFICO
SUPERFICIE
SUPERFICIE
SUPERFICIE
VELOCITA’
VELOCITA’
VELOCITA’
VELOCITA’
VOLUME
VOLUME
PESO
PESO
UNITA’ AMERICANA
Pound mass/cubic feet
Gallons per minute
US Gallon
Pound force
BTU (British Thermal Unit)
BTU per hour
BTU per pound*deg F
mil
Inches
Foot
Horsepower
Pounds per square inch
BTU per pound
Lbs per gallon
Square inch
Square foot
Acre
Foot per second
Foot per minute
Miles per hours
Knots
Cubic foot
Cubic inch
Pound
Ton
FATTORE DI CONVERSIONE
16.018
3.785
3.785
4.448
1055
0.2931
4184
25.4
25.4
0.3048
0.746
0.0689
2326
0.1198
6,4516
0,0929
0,4047
0.3048
0.3048
1.609
1.852
0.0283
16.387
0.4536
0.90272
UNITA’ SI
Chilogrammi/metro cubo
litri al minuto (lpm)
litro (l)
Newton (N)
Joule (J)
Watt (W)
Joule / (kg K)
Micrometro (micron)
millimetri (mm)
metro (m)
kilowatt (kW)
bar (1 bar = 100 kPa)
Joule per kg
kg per litro (kg/l)
centimetro quadro (cm2)
metro quadro (m2)
ettaro (ha)
metri al secondo (m/sec)
metri al minuto (m/min)
chilometri orari (km/h)
chilometri orari (km/h)
metro cubo (m3)
centimetro cubo (cm3)
chilogrammo (kg)
tonnellata metrica (t)
Moltiplicare le Unità Americane a sinistra per il fattore di conversione per ottenere le Unità SI a destra
Dividere le Unità SI a destra per il fattore di conversione per ottenere le Unità Americane a sinistra
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5
INFORMAZIONI GENERALI Tabella di conversione: scale della temperatura
Ci sono 4 tipi principali di scale per indicare la temperatura: CENTIGRADA CELSIUS, FAHRENHEIT, KELVIN e RANKINE.
Le scale Kelvin e Celsius sono usate in Europa mentre le scale Rankine e Fahrenheit sono usate nel Paesi Anglosassoni.
INFORMAZIONI
GENERALI
MP = punto di fusione acqua
BP = punto di ebollizione acqua
SIMBOLO
°C
NOME
Gradi Celsius
MP
BP
NOTE
0
100
0 e 100 sono arbitrariamente posizionati al punto di congelamento e di ebollizione dell’acqua
32
212
0°F è la temperatura stabilizzata quando quantità equivalenti
di ghiaccio, acqua e sale vengono miscelate. 96°F è la temperatura rilevata <<da un termometro tenuto in bocca o sotto
l’ascella di una persona in buona salute.>>
°F
Gradi Fahrenheit
°K
Gradi Kelvin
273.16
373.16
Sulla base delle definizioni della scala centigrada e delle
prove sperimentali che lo zero assoluto si trovi a -273,16°C e
che sia uno standard internazionale di punto di temperatura.
°R
Gradi Rankine
491.67
671.67
Sulla base delle definizioni della scala Fahrenheit e delle
prove sperimentali che lo zero assoluto si trovi a -273,16°C.
TABELLA FORMULE DI CONVERSIONE
CELSIUS
FAHRENHEIT
KELVIN
RANKINE
°C=
°F - 32 K - 273,16
1,8
1,8 °C + 32 1,8.K - 459,69
°F=
K=
°C + 273,16
°R=
°C
-10
-8
-6
-4
-2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
6
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1,8 (°C + 273,16) °F
14
17,6
21,2
24,8
28,4
32
33,8
35,6
37,4
39,2
41
42,8
44,6
46,4
48,2
50
51,8
53,6
55,4
57,2
59
60,8
62,6
64,4
°C
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
°F
66,2
68
69,8
71,6
73,4
75,2
77
78,8
80,6
82,4
84,2
86
87,8
89,6
91,4
93,2
95
96,8
98,6
100,4
102,2
104
105,8
107,6
°F - 32
+ 273,16
1,8
°F + 459,67
1,8.K
°C
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
°F
109,4
111,2
113
114,8
116,6
118,4
120,2
122
123,8
125,6
127,4
129,2
131
132,8
134,6
136,4
138,2
140
141,8
143,6
145,4
147,2
149
150,8
°C
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
R
- 273,16
1,8
R - 459,69
R
1,8
-
°F
152,6
154,4
156,2
158
159,8
161,6
163,4
165,2
167
168,8
170,6
172,4
174,2
176
177,8
179,6
181,4
183,2
185
186,8
188,6
190,4
192,2
194
°C
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
160
170
180
190
°F
195,8
197,6
199,4
201,2
203
204,8
206,6
208,4
210,2
212
221
230
239
248
257
266
275
284
293
302
320
338
356
374
CTG SH06 IT
INFORMAZIONI GENERALI Equivalenti metrici e decimali di frazioni di un pollice
METRIC
METRIC
METRICAND
AND
ANDDECIMAL
DECIMAL
DECIMALEQUIVALENTS
EQUIVALENTS
EQUIVALENTSOF
OF
OFFRACTIONS
FRACTIONS
FRACTIONSOF
OF
OFONE
ONE
ONEINCH
INCH
INCH
pollici
INCHES
INCHES
INCHES
0,3969
0,3969
0,3969
0,79375
0,79375
0,79375
1,1906
1,1906
1,1906
1,5875
1,5875
1,5875
1,9844
1,9844
1,9844
2,38125
2,38125
2,38125
2,7781
2,7781
2,7781
3,1750
3,1750
3,1750
3,5719
3,5719
3,5719
3,96875
3,96875
3,96875
4,3656
4,3656
4,3656
4,7625
4,7625
4,7625
5,1594
5,1594
5,1594
5,55625
5,55625
5,55625
5,9531
5,9531
5,9531
6,3500
6,3500
6,3500
6,7469
6,7469
6,7469
7,14375
7,14375
7,14375
7,5406
7,5406
7,5406
7,9375
7,9375
7,9375
8,3344
8,3344
8,3344
8,73125
8,73125
8,73125
9,1281
9,1281
9,1281
9,5250
9,5250
9,5250
9,9219
9,9219
9,9219
10,31875
10,31875
10,31875
10,7156
10,7156
10,7156
11,1125
11,1125
11,1125
11,5094
11,5094
11,5094
11,90625
11,90625
11,90625
12,3031
12,3031
12,3031
12,7000
12,7000
12,7000
13,0969
13,0969
13,0969
13,49375
13,49375
13,49375
13,8906
13,8906
13,8906
14,2875
14,2875
14,2875
14,6844
14,6844
14,6844
15,08125
15,08125
15,08125
15,4781
15,4781
15,4781
15,8750
15,8750
15,8750
16,2719
16,2719
16,2719
16,66875
16,66875
16,66875
17,0656
17,0656
17,0656
17,4625
17,4625
17,4625
17,8594
17,8594
17,8594
18,25625
18,25625
18,25625
18,6531
18,6531
18,6531
19,0500
19,0500
19,0500
19,4469
19,4469
19,4469
19,84375
19,84375
19,84375
20,2406
20,2406
20,2406
20,6375
20,6375
20,6375
21,0344
21,0344
21,0344
21,43125
21,43125
21,43125
21,8280
21,8280
21,8280
22,2250
22,2250
22,2250
22,6219
22,6219
22,6219
23,01875
23,01875
23,01875
23,4156
23,4156
23,4156
23,8125
23,8125
23,8125
24,2094
24,2094
24,2094
24,60625
24,60625
24,60625
25,0031
25,0031
25,0031
25,4000
25,4000
25,4000
CTG SH06 IT
1/64
1/64
1/64
1/32
1/32
1/32
3/64
3/64
3/64
1/16
1/16
1/16
5/64
5/64
5/64
3/32
3/32
3/32
7/64
7/64
7/64
1/8
1/8
1/8
9/64
9/64
9/64
5/32
5/32
5/32
11/64
11/64
11/64
13/64
13/64
13/64
3/16
3/16
3/16
7/32
7/32
7/32
15/64
15/64
15/64
1/4
1/4
1/4
17/64
17/64
17/64
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0,203125
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0,234375
0,234375
0,234375
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0,265625
0,265625
0,265625
0,28125
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0,28125
0,29687
0,29687
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0,328125
0,328125
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0,34375
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0,359375
0,359375
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0,375
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0,390625
0,390625
0,390625
0,40625
0,40625
0,40625
0,42187
0,42187
0,42187
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0,4375
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0,453125
0,453125
0,453125
0,46875
0,46875
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0,484375
0,484375
0,484375
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0,515625
0,515625
0,515625
0,53125
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0,54687
0,54687
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0,578125
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0,64062
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0,671875
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0,8125
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0,828125
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0,85937
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0,890625
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0,921875
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GENERALI
frazioniOF
di
pollice
FRACTIONS
FRACTIONS
FRACTIONS
OF
OF
ONE
ONE
ONE
INCH
INCH
INCH
INTRODUCTION
INFORMAZIONI
INTRODUCTION
INTRODUCTION
mm
mm
mm
mm
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UGELLI SPRUZZATORI
UGELLI SPRUZZATORI
UGELLI SPRUZZATORI
Tipologie di spruzzatori
Fluidodinamica computerizzata (CFD)
Generazione dello spruzzo
Spettro delle gocce
Portata dell’ugello
Angolo di spruzzo
Influenza della pressione sull’angolo di spruzzo
Distribuzione dello spruzzo
Viscosità
Gravità specifica
Impatto del getto
Calcolo delle perdite di carico
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28
Un ugello è un dispositivo che converte l’energia di pressione di una vena fluida nella
energia cinetica delle goccioline spruzzate.
Le applicazioni in molti processi produttivi industriali sono innumerevoli e spesso gli ugelli
spruzzatori diventano una componente critica per la determinazione della qualità finale
del prodotto o dell’efficienza del processo.
Per questo motivo le varie gamme di ugelli disponibili per applicazioni industriali sono
descritte nel catalogo ugelli di PNR, unitamente a concise ma complete informazioni sui
parametri più importanti che possono fornire la definizione tecnica di uno spruzzo e della
sua qualità.
Abbiamo raggruppato qui di seguito le formule più utili per la progettazione di un sistema
di spruzzo che mostrano l’influenza di diversi fattori sul processo di spruzzatura.
A pag. 36 di questo manuale si trovano ulteriori informazioni sul materiale migliore per uno
scopo specifico o particolare applicazione.
Tutti i dati che seguono, quando non altrimenti specificato, devono intendersi a prove
condotte alla pressione atmosferica, a livello del mare e con acqua alla temperatura di
15°C.
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UGELLI SPRUZZATORI Tipologie di spruzzatori
Un ugello spruzzatore è sostanzialmente un dispositivo che trasforma la energia cinetica di una vena liquida in velocità delle
gocce del suo getto, come descritto nel seguito.
La gamma di spruzzatori disponibili per applicazione in processi industriali ha avuto negli ultimi anni una espansione notevolissima, che ha condotto alla creazione di intere gamme di prodotto progettate esclusivamente per le necessità di industrie
specifiche.
Senza entrare troppo nei dettagli diamo qui di seguito una classificazione generale ed a grandi linee dei tipi di prodotto oggi
disponibili, con l’avvertenza che numerosi tipi progettati espressamente per un singolo cliente e destinati ad applicazioni speciali
non sono menzionati.
Gli spruzzatori si classificano in diversi modi, ovvero:
In base al tipo di getto prodotto
Si può produrre un getto a cono cavo, a cono pieno, a ventaglio, a getto rettilineo, dove le denominazioni si spiegano
da sole.
In base al principio di funzionamento
Con camera in pressione
Ad impatto
Atomizzatori ad aria compressa
Informazioni più dettagliate sulla costituzione ed i principi di funzionamento dei vari tipi di spruzzatori possono essere trovate
nelle pagine introduttive del nostro Catalogo CTG UG20 IT che riporta la nostra gamma completa di spruzzatori.
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UGELLI SPRUZZATORI
•
•
•
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UGELLI SPRUZZATORI Fluidodinamica computerizzata (CFD)
UGELLI SPRUZZATORI
La nostra gamma di spruzzatori copre una vastissima gamma di portate, da 14.000 fino a 0.06 litri al minuto e richiede una
serie molto diversificata di macchine utensili di alta precisione che possa arrivare a svolgere anche lavorazioni di micromeccanica in alta precisione.
10
In aggiunta la ricerca di sempre maggiore efficienza nei processi industriali dei nostri clienti ci ha spinto a
dotarci di moderni mezzi di indagine,
come dei software molto complessi
di Fluidodinamica Computerizzata.
Questi speciali programmi consentono, una volta impostato nel calcolatore il profilo di un certo condotto
(nel nostro caso la geometria interna
di uno spruzzatore ), di poter calcolare ed indicare con diversi colori le
velocità del fluido previste in ogni
punto di qualsiasi sezione trasversale
di passaggio.
Viene così messa in evidenza la presenza e l’importanza di quei fenomeni
turbolenti che rischiano di diminuire
la efficienza dello spruzzatore riducendo la velocità di uscita e provocando fenomeni negativi come ad
esempio la disuniformità o la instabilità del getto.
Un ugello la cui geometria sia verificata mediante l’impiego un programma CFD assicura una prestazione
migliore ed aumenta l’efficienza del l’
impianto sul quale viene montato.
In alcuni casi particolari dove la efficienza massima è un requisito strettamente necessario si ricorre anche
a profili correttivi come gli elementi
guidaflusso descritti più avanti nel
capitolo riguardante le misure di forza
di impatto (pagina 26).
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UGELLI SPRUZZATORI Generazione dello spruzzo
Il diagramma mostra l’idealizzazione del processo che genera le goccioline mentre il getto d’acqua che esce dall’ugello
si sta rompendo.
Il modello teorico, la cui esattezza è confermata dalla ricerca scientifica, considera che il liquido che scorre attraverso
l’ugello ed esce passando attraverso il bordo dell’orifizio genera una lamina liquida.
Tale lamina, a causa dell’instabilità indotta da forze aerodinamiche, ovvero dovute alla resistenza che l’aria circostante
oppone al moto delle gocce, si rompe prima in filamenti allungati di forma più o meno cilindrica, e alla fine si trasforma
in goccioline.
Prendendo tale processo come linea guida, si può facilmente intuire che il diametro medio delle goccioline è in qualche
modo collegato a parecchi fattori quali:
1. Lo spessore della lamina stessa
2. L’uniformità della lamina
3. Un flusso ed un processo di frazionamento del liquido sotto condizioni uniformi.
Ugelli ad impatto
danno prestazioni accettabili per questa applicazione
Ugelli centrifughi a cono cavo,
ugelli multipli a cono pieno
danno le migliori prestazioni con pressioni basse
Ugelli a turbolenza
possono essere usati ma con risultati mediocri
Ugelli centrifughi a cono pieno
senza vorticatore
da non utilizzare in assoluto
La scelta di sopra è naturalmente basata sul meccanismo di formazione delle goccioline, che varia da un tipo di ugello
all’altro, e che permette di prevedere su quale tipo sia meglio orientarsi.
Nel capitolo seguente forniremo alcune indicazioni di massima per operare una prima scelta basandosi sulle caratteristiche della applicazione e sui risultati che si vogliono conseguire.
UGELLI SPRUZZATORI
Per quanto detto prima, e limitatamente agli ugelli idraulici, il progettista di un sistema che intende generare uno spruzzo composto di goccioline minute, anche se non finissime , potrebbe essere in grado di operare una prima scelta come segue:
Meccanismo teorico di generazione
delle goccioline
Nei casi in cui i requisiti relativi al tipo di energia elettrica non siano un problema, o nei casi in cui si richiedano goccioline
di uno specifico diametro, si possono ottenere le goccioline più piccole con l’ausilio di un atomizzatore ad aria.
In questo caso l’azione di taglio di un flusso di aria compressa ad alta velocità viene usato con moltissime tecniche diverse
per ottenere un valore per SMD (Sauter Mean Diameter) di 50 micron ed anche meno.
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UGELLI SPRUZZATORI Spettro delle gocce
L’atomizzazione di un liquido per mezzo di un fluido comprimibile come l’aria, il vapore o un gas, è definita come atomizzazione pneumatica, bifasica o a due fluidi. Molti processi industriali richiedono la disponibilità di finissime goccioline atomizzate
e le tecnologie per produrre getti atomizzati si sono molto evolute negli ultimi anni. Inoltre, tecniche di processo sempre più
sofisticate hanno aumentato l’esigenza di avere delle definizioni precise delle caratteristiche di uno spruzzo che ora sono a
disposizione degli ingegneri progettisti. Da molti anni PNR fornisce su richiesta la documentazione completa dei rapporti sulle
più importanti prove applicative eseguite, qui di seguito descritte, nonché informazioni aggiuntive, per tutti i prodotti della sua
gamma.
Test con Interferometro Laser (con Pdpa)
I test di PNR sulle dimensioni delle goccioline sono stati eseguiti con un Interferometro Laser Pdpa (Phase Doppler Particle
Analizer), uno strumento con il quale due raggi laser si incontrano in un determinato punto dello spruzzo e definiscono una
zona di indagine per eseguire il test. Le goccioline che attraversano questa zona specifica provocano una piccola dispersione
che viene rilevata dal ricevitore dello strumento ed elaborata da un computer per ottenere le informazioni più importanti sulle
caratteristiche dello spruzzo.
UGELLI SPRUZZATORI
Informazioni del rapporto sul test eseguito
Il rapporto sui risultati di un test è costituito da dati stampati su tre pagine, la prima delle quali contiene le informazioni più
interessanti che rendono possibile basare tutti i calcoli di processo su dati precisi relativamente agli angoli di spruzzo, l’efficienza del processo ed il comportamento del getto durante un’applicazione. Queste pagine contengono il valore Diametro
Medio Sauter che è fondamentale conoscere per eseguire i calcoli di scambio calore nei processi di raffreddamento dei gas in
evaporazione, in quanto dà la possibilità di valutare la superficie di scambio ottenuta con l’atomizzazione per un determinato
volume di liquido.
La prima figura a pagina 12, che si riferisce all’atomizzazione di acqua con aria compressa, mostra i due seguenti istogrammi:
• Curva di distribuzione del diametro goccioline (micron)
• Curva di distribuzione delle velocità goccioline (mps)
ed i valori qui di seguito descritti
• Diametro Medio Aritmetico (D10)
• Diametro Medio Superficie (D20)
• Diametro Medio Volume (D30)
• Diametro Medio Sauter (D32)
D10 =
Σi n d
Σi n
D20 =
Σi n d
Σi n
i
i
DIAMETRO MEDIO ARITMETICO
i
i
2
i
DIAMETRO MEDIO SUPERFICIE
i
D30 =
Σi n d
Σi n
D32 =
Σi n d
2
Σi d
3
i
3
i
DIAMETRO MEDIO VOLUME
i
3
i
i
i
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DIAMETRO MEDIO SAUTER
Valore di diametro che, moltiplicato per il numero di goccioline contenute nel campione, è uguale alla somma di
tutti i diametri delle goccioline
Diametro di una gocciolina la cui superficie, moltiplicata per
il numero totale delle goccioline, è uguale alla somma delle
superfici di tutte le goccioline
Diametro di una gocciolina il cui volume, moltiplicato per
il numero totale delle goccioline, è uguale alla somma dei
volumi di tutte le goccioline
Diametro di una gocciolina il cui rapporto volume/area è
uguale al rapporto tra la somma dei volumi di tutte le goccioline diviso per la somma delle superfici di tutte le goccioline
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UGELLI SPRUZZATORI Spettro delle gocce
Tentativi
Numero di gocce esaminate durante il tempo di prova, comprende sia le gocce validate che quelle scartate per difetti
di forma.
Criteri di calcolo corretti
Una correzione matematica è applicata alle gocce in una zona al contorno della zona di prova che sono state validate durante
la prova, oppure alle gocce che non hanno una forma perfettamente sferica in modo da condurre l’esame in base a parametri omogenei. Questa correzione si rende necessaria per avere una proporzionalità diretta tra la fase del raggio laser ed il
diametro delle gocce.
Densità numerica
Il numero di gocce che passa attraverso la zona di prova nella durata temporale della prova.
Zona di prova
L’ area nella quale i due raggi laser si incrociano, nella quale tutte le gocce che attraversano la zona di prova sono considerate.
Le gocce che rispettano determinati parametri di forma sono prese come valide ai fini della prova e costituiscono il campione
esaminato, del quale sono forniti i parametri di dimensione e velocità.
Gocce validate
Sono le gocce accettate in base ai parametri dimensionali fissati e che costituiscono il campione esaminato.
Istogramma che riporta la distribuzione di velocità delle varie gocce, in metri per secondo.
Portata in volume
Il volume in centimetri cubi al secondo delle gocce validate che transitano attraverso la zona di prova.
Densità di volume
Il volume in centimetri cubi al secondo e per centimetro quadro delle gocce validate che transitano attraverso la zona
di prova.
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UGELLI SPRUZZATORI
Test di velocità
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UGELLI SPRUZZATORI Spettro delle gocce
UGELLI SPRUZZATORI
PNR può fornire su richiesta la documentazione completa
contenente i rapporti sui parametri precedentemente illustrati
nonché altre informazioni su tutti gli atomizzatori PNR.
Nella foto a fianco l’esecuzione di un test nel nostro laboratorio.
Usiamo un interferometro laser azionato da un computer per
rilevare e registrare i parametri di spruzzo, mentre le capacità
del fluido ed i valori della pressione di alimentazione vengono
monitorati con strumenti ad alta precisione.
NOTA IMPORTANTE
Come accennato a pagina 12, i valori dei diametri misurati con il PDPA (D10, D20, D30, D32, ecc) sono relativi a uno specifico volume di misura; cambiando la posizione del volume di misura i valori misurati possono cambiare anche sensibilmente.
Una corretta caratterizzazione richiede molti rilievi e il risultato finale dipende comunque dalle modalità con cui vengono scelte
le posizioni dei volumi di misura.
È pertanto insufficiente dare i valori di una sola misura pretendendo di caratterizzare la granulometria dell’intero getto e quindi
le caratteristiche di un particolare atomizzatore.
Non occorre poi dimenticare che ogni misura dipende fortemente dalle condizioni di prova (pressione liquido, pressione aria,
temperatura ambiente, umidità ambiente ecc) che possono variare notevolmente nella vita operativa.
Il progettista di un impianto non deve utilizzare i dati di granulometria forniti come valori assoluti da inserire nei calcoli ma usarli
per inquadrare l’atomizzare in una determinata classe prestazionale.
Per avere dati utili all’utilizzo per calcoli di processo, è il progettista stesso che deve specificare le condizioni di prova
applicabili.
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UGELLI SPRUZZATORI Portata dell’ugello
Per calcolare la portata di scarico di un ugello si deve usare la legge di
Bernoulli che dice che l’energia di un flusso liquido rimane invariata in tutte
le parti del flusso. L’attrito ed eventuali perdite di turbolenza non vengono
prese in considerazione e ciò è ragionevole per i nostri scopi se il calcolo
viene eseguito su due sezioni non troppo distanti l’una dall’altra.
L’energia di un dato flusso di liquido che attraversa una data sezione di tubazione è composta di tre parti, vale a dire:
P
1 ρV 2
2
ρgz
Energia di deformazione di volume di liquido per unità di volume o pressione
Dove
densità del liquido,
z=
ρ=
Energia cinetica di una particella di liquido per unità di volume
Energia potenziale di una particella di liquido per unità di volume
g=
accelerazione gravitazionale,
altezza rispetto ad un piano di riferimento,
V=
Velocità del liquido
1
P + 1 ρV 2 + ρgz = E
2
Pertanto, se consideriamo due sezioni dello stesso tubo, la sezione A e la sezione B, possiamo definire che ll’energia del flusso
rimane costante scrivendo la formula nel modo seguente:
2
PA + 1 ρVA 2 + ρgzA = PB + 1 ρVB 2 + ρgzB
2
2
Infine, se consideriamo che le due sezioni sopra citate sono quelle prese immediatamente prima ed immediatamente dopo
l’orifizio dell’ugello, essendo:
{
ZA = ZB
PB = 0
VA ≅ 0
(PA è una pressione differenziale riferita alla pressione atmosferica)
trascurabile se paragonata a VB (per diametro orifizio molto più piccolo del diametro del condotto)
UGELLI SPRUZZATORI
La legge di Bernoulli può essere formulata nel modo seguente
Si arriva alla formula:
PA = 1 ρVB 2
2
⇒
VB =
2.P
A
⇒
ρ
V=C· P
3
LA VELOCITA’
DI EFFLUSSO
DIPENDE DALLA
PRESSIONE
Quando infine definiamo una nuova costante k, per includere il valore dello spazio di emissione dell’orifizio dell’ugello (A),
otteniamo la seguente equazione in base alla quale per un ugello che spruzza un liquido in uno spazio a pressione ambiente, il
flusso di uscita è proporzionale alla pressione di alimentazione.
Q=A·V
⇒
Q=AxCx P
⇒
Q=K· P
4
LA PORTATA DI UN
UGELLO DIPENDE
DALLA PRESSIONE
Considerando ora due diversi valori di pressione per uno stesso ugello, poiché k sta per una quantità costante, possiamo
scrivere che:
K= Q
P
⇒
K=
Q1
P1
=
Q2
P2
⇒
Q
=
Q
1
2
P
P
1
2
e derivare da questa equazione, che rende possibile calcolare il valore di flusso di un ugello per ogni valore di pressione, una
volta conosciuto il valore del flusso ad un’altra pressione:
5
CTG SH06 IT
Q2 = Q1 ·
P2
P1
LA PORTATA DI UN
UGELLO AD UNA
DIVERSA PRESSIONE
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UGELLI SPRUZZATORI Portata dell'ugello
L’equazione (5) è stata ottenuta dopo aver semplificato il vero problema, trascurando parecchi fattori quali, ad esempio:
• Nella maggior parte delle applicazioni pratiche il flusso di un liquido è turbolento e non laminare.
• Le perdite di attrito tendono ad aumentare drasticamente con la velocità del liquido.
• In base al tipo di ugello utilizzato, si usa una diversa percentuale dell’energia disponibile per rompere il getto ed imprimergli
lo schema di spruzzo e l’angolatura voluti.
Per le suddette ragioni l‘equazione (5) dà dei risultati affidabili se usata in una limitata gamma di pressioni vicine al valore
della pressione dove si conosce la portata del flusso, tenendo conto che questo range di pressione dipende dal tipo di ugello
utilizzato. La nostra esperienza ci ha dimostrato che ci si può aspettare che l’errore del valore calcolato sia inferiore al +/- 6%
per valori di pressione compresi tra 1/3 fino a 3 volte il valore di riferimento.
Ad esempio, un ugello con portata 10 lpm a 3 bar, secondo l’equazione (5), avrebbe i seguenti valori di flusso:
a 1 bar 5,77 lpm
a 9 bar 17,3 lpm
in condizioni reali ci si può aspettare che i valori di flusso siano
alti come 6,1 lpm a 1 bar
bassi come 16,2 lpm a 9 bar
Le sopracitate condizioni devono essere intese solo come una linea guida di riferimento poiché molti fattori interferiscono in operazioni reali che non sono state qui considerate come, ad esempio, il tipo di liquido, la viscosità del liquido e la sua densità.
UGELLI SPRUZZATORI
Probabile percentuale di deviazione dai valori teorici a quelli reali.
+ 6%
+ 3%
- 3%
- 6%
Inoltre, gli errori percentuali sopra descritti vanno riferiti ad ugelli che usano parte dell’energia del flusso per produrre geometrie
di spruzzo ad ampia angolatura.
Si potranno avere valori più bassi per ugelli ad angolo di spruzzo stretto, ugelli ad impatto ed ugelli con getto a dardo.
Le prove di laboratorio ed i relativi diagrammi mostrano che i valori di portata reali per ogni ugello nella pratica vengono utilizzati
quando si deve ottenere un risultato preciso.
Coefficiente di scarico di un ugello
Con riferimento all’equazione (4), se consideriamo un valore di pressione uguale a 1 (P = 1 bar), la portata del flusso dell’ugello
diventa
CAPACITA’ DELL’UGELLO
Q=K· P= K·
1 = K PER P = 1 bar
K è un parametro ampiamente usato per l’industria dell’antincendio.
In alcuni casi si fa riferimento al coefficiente di scarico dell’ugello o, in breve, al coefficiente dell’ugello, per indicare la portata
di quell’ugello per un’unità di pressione. Naturalmente, per un dato valore di pressione Pn, il valore del flusso sarà
6
16
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Qn = K
Pn
CAPACITA’ AD UN DATO
VALORE DI PRESSIONE
QUANDO SI CONOSCE K
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UGELLI SPRUZZATORI Angolo di spruzzo
Per angolo di spruzzo si intende l’angolo di apertura che il getto di goccioline dell’ugello forma al momento in cui esce dall’orifizio dell’ugello stesso ed è uno dei parametri fondamentali per la scelta di un ugello adatto e funzionale.
L’ampiezza dell’angolo di spruzzo infatti, insieme alla distanza tra l’orifizio dell’ugello ed il bersaglio del getto, determina l’area
di copertura dello spruzzo e la densità del liquido spruzzato rispetto all’area di copertura. Consultate i nostri Cataloghi per avere
una descrizione di tutte le diverse geometrie di spruzzo possibili.
La tabella a fondo pagina da l’ampiezza teorica dello spruzzo, calcolata sulla base dell’angolo di spruzzo di un ugello e della
distanza che intercorre tra l’orifizio dell’ugello ed il punto di impatto del getto.
È importante notare che, a causa di diversi fattori quali ad esempio le forze di gravità e la deriva aerodinamica, l’angolo di
spruzzo non può essere mantenuto se non entro distanze limitate, di solito fino a 300 mm dall’orifizio dell’ugello.
Per gli atomizzatori ad aria compressa è improprio usare il termine di angolo di spruzzo perché non si può misurare alcun valore
preciso. Pertanto, i valori dati nei Cataloghi specifici vanno intesi solamente come linee guida.
TSA
2
)
7
UGELLI SPRUZZATORI
TSC = 2 · L · ctan (
Dove:
• ASC = Copertura dello Spruzzo Effettiva
• TSC = Copertura dello Spruzzo Teorica
• ASA = Angolo di Spruzzo Effettivo
• TSA = Angolo di Spruzzo Teorico
• L = Distanze dello Spruzzo
COPERTURA DELLO SPRUZZO TEORICA
a varie distanze dall’orifizio dell’ugello
di spruzzo
Angolo
50
mm
100
mm
150
mm
200
mm
250
mm
300
mm
400
mm
500
mm
600
mm
700
mm
800
mm
1000
mm
13
22
27
32
36
41
47
58
64
70
77
84
100
109
119
143
173
215
26
44
54
63
73
83
93
116
127
140
154
168
200
218
238
286
346
429
40
67
80
95
109
124
140
173
191
210
230
252
300
327
358
429
520
643
53
89
107
126
146
166
187
231
255
280
307
336
400
437
477
571
693
858
66
111
134
158
182
207
233
289
319
350
384
420
500
546
596
714
866
1070
79
133
161
189
218
249
280
346
382
420
460
504
600
655
715
857
1040
1290
105
177
214
252
291
331
373
462
510
560
614
671
800
873
953
1140
1390
1720
132
222
268
315
364
414
466
577
637
700
767
839
1000
1090
1190
1430
1730
2150
158
266
322
378
437
497
560
693
765
840
921
1010
1200
1310
1430
1710
2080
2570
184
310
375
441
510
580
653
808
892
980
1070
1180
1400
1530
1670
2000
2430
3002
211
355
429
505
582
663
746
924
1020
1120
1230
1340
1600
1750
1910
2290
2771
3431
263
443
536
631
728
828
933
1150
1270
1400
1530
1680
2000
2180
2380
2856
3464
4289
15°
25°
30°
35°
40°
45°
50°
60°
65°
70°
75°
80°
90°
95°
100°
110°
120°
130°
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UGELLI SPRUZZATORI Influenza della pressione sull’angolo di spruzzo
A seconda del modello di ugello, le variazioni della pressione di alimentazione possono avere una grande influenza sul valore
dell’angolo di spruzzo.
In genere, con l’aumento della turbolenza della pressione gli ugelli a cono pieno producono angoli di spruzzo più stretti, gli ugelli
a getto piatto producono angoli di spruzzo più ampi, mentre gli ugelli che operano in base al principio di deflessione, come gli
ugelli a spirale e gli ugelli a getto piatto di stile K, subiscono di meno le variazioni di pressione.
Nessun ugello può funzionare bene a valori bassi di pressione (inferiori a 0.5 bar in base al tipo di ugello), le prestazioni peggiorano sensibilmente, le gocce del liquido spruzzato diventano più grandi, le geometrie di spruzzo non sono più ben definite
e di hanno valori di angolatura dello spruzzo più bassi.
Le figure mostrano gli angoli di spruzzo di diversi ugelli a pressioni di valore diverso.
Qualora la vostra applicazione richiedesse tassativamente un determinato valore di angolo di spruzzo ad un determinato valore
di pressione o gamma limitata di valori, vi preghiamo di richiedere un rapporto di collaudo al nostro Laboratorio.
Ugello a cono pieno
DDW 2235
Ugello a getto piatto
JCW 2245
UGELLI SPRUZZATORI
foto 1
Pressione 0,5 bar
Ugello a spirale
ECW 2230
foto 2
Pressione 0,5 bar
foto 4
Pressione 3 bar
Pressione 0,5 bar
foto 5
Pressione 3 bar
foto 7
Pressione 10 bar
foto 3
foto 6
Pressione 3 bar
foto 8
Pressione 10 bar
foto 9
Pressione 10 bar
Fotografie ottenute con flash 1/20.000S
Nella foto 2 si può osservare il processo di formazione delle gocce descritto a pagina 11.
18
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UGELLI SPRUZZATORI Distribuzione dello spruzzo
Termini e definizioni
Consideriamo lo spruzzo rappresentato in figura 1;
alla pressione P, l’ugello eroga una portata Q che all’uscita dell’orifizio viene atomizzata.
Ad ogni distanza H (detta altezza di spruzzo) possiamo individuare un piano π, normale all’asse dell’ugello, che seziona lo spruzzo.
La conseguente superficie S (detta sezione di spruzzo) dipende da vari parametri:
a) la conformazione dello spruzzo F (Es Cono Pieno)
b) l’angolo di spruzzo α
c) la distanza H.
Possiamo quindi scrivere S = S (F, α, H)
Nel caso di un ugello a cono pieno standard, la sezione è un cerchio di diametro C
(detto copertura di spruzzo).
Per cui si ha: S = 0,785 C2 con C = C (H).
Il flusso di liquido, rappresentato dalle goccioline, passa per ogni sezione S.
Ma se la portata complessiva Q è costante non altrettanto saranno le portate riferite
ad aree inferiori appartenenti alla sezione.
Figura 1
1) Portata specifica
Si introduce pertanto la seguente funzione:
q = lim
ΔS
0
ΔQ
ΔS
dove
ΔQ è la portata che passa attraverso un’area ΔS
ΔS area appartenente alla sezione S
UGELLI SPRUZZATORI
Oltre che dalla portata, dalla conformazione dello spruzzo e dal suo angolo, un ugello è caratterizzato da un parametro chiamato
distribuzione.
Lo spruzzo è formato da una dispersione di goccioline di liquido in una corrente aeriforme;
se consideriamo le goccioline passanti per un piano π, normale all’asse dell’ugello, osserviamo che tendono ad allontanarsi ma
questa dispersione non è in genere uniforme e si potranno individuare zone dove le goccioline sono maggiormente addensate
ed altre dove sono più disperse. La distribuzione è un indice dell’addensamento (o della dispersione) delle goccioline presenti
all’interno dello spruzzo.
La funzione q dipende dallo specifico punto della sezione in cui viene misurata per cui si ha:
q=
∂Q
= f (x, y, H)
∂S
dove
x e y sono le coordinate locali del piano della sezione
H è la distanza del piano π dall’orifizio dell’ugello
La misurazione della funzione q è però onerosa; pertanto si preferisce individuare due funzioni, anch’esse derivate dalla portata,
che possano rappresentare adeguatamente la dispersione delle goccioline:
Distribuzione
2) Lineare
Effettiva
qx =
∂Q
∂x
dove
∂Q è la variazione della portata
∂x è la variazione di una coordinata lineare
dove
∂Q è la variazione della portata
∂φ è la variazione di una coordinata angolare
Nota la direzione x è presa come direzione generica
Distribuzione
3) Angolare
Effettiva
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qφ =
∂Q
∂φ
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UGELLI SPRUZZATORI Distribuzione dello spruzzo
I valori assunti da queste funzioni caratterizzano lo spruzzo e permettono di tracciare gli specifici grafici chiamati Curve di
distribuzione.
Figura 3: Distribuzione angolare
Figura 2: Distribuzione lineare
Dall’analisi delle curve si può determinare il tipo di conformazione del getto (Spray Pattern).
Il tipo di curva infatti indica se un ugello appartiene a uno dei seguenti tipi: cono pieno, cono cavo, dardo, lama, ecc.
UGELLI SPRUZZATORI
Misurazione della distribuzione
Le distribuzioni vengono determinate tramite un dispositivo chiamato “Patternator” (traducibile in italiano coi termini: Misuratore
di distribuzione o Caratterizzatore di spruzzo).
Il patternator è costituito essenzialmente da 4 parti:
1) Collettore
2) Cella di raccolta
3) Blocco di misura
4) Blocco di scarico
Nota: Gli N collettori costituiscono il captatore.
L’ugello viene posto sopra l’apparecchiatura in modo
che il getto investa il captatore ortogonalmente.
Per misurare la distribuzione lineare occorre utilizzare un captatore lineare (figura 5) mentre per la distribuzione angolare occorre utilizzare un distributore
circolare (figura 6).
Ogni collettore (1) intercetta il flusso di goccioline
passante per il proprio settore e lo convoglia nella
relativa cella di raccolta (2).
Figura 4
Il blocco di misura (3) determina la quantità di liquido raccolta;
Il blocco di scarico (4) permette lo scarico del liquido dopo la fine della prova.
Figura 5: Captatore lineare
Figura 6: Captatore circolare
Esistono due tipi di patternator:
1.
2.
20
Patternator Analogici: forniscono un indicazione diretta dei volumi raccolti tramite la visualizzazione dei livelli di liquido
in ogni cella.
Patternator Digitali: forniscono una lettura automatica dei volumi raccolti e riportano i valori rilevati su un apposito file.
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UGELLI SPRUZZATORI Distribuzione dello spruzzo
Normalizzazione della distribuzione
I valori misurati tramite il Patternator permettono il tracciamento delle curve di distribuzione;
Oltre alla rappresentazione a linee della distribuzione, illustrata nelle Figure 2 e 3, viene solitamente utilizzata una rappresentazione a barre verticali, che richiama visivamente il livello del liquido raccolto nelle celle a colonna, utilizzate nei vecchi
dispositivi digitali.
Figura 8: Curva di distribuzione angolare effettiva
Oltre che dall’altezza di spruzzo e dalle condizioni operative, le curve di distribuzione dipendono dal tempo di prova; maggiore
è il tempo di prova e conseguentemente maggiore è il volume captato.
Per eliminare la dipendenza del tempo dai valori misurati, si passa dalle distribuzioni effettive a quelle normalizzate.
Distribuzione
4) Lineare
Normalizzata
δx =
Distribuzione
5) Angolare
Normalizzata
δφϕ =
qx
q
M
x
qϕφ
M
ϕφ
q
dove
qx è la distribuzione lineare di una cella generica
qxM è la distribuzione lineare massima misurata
dove
q φ è la distribuzione angolare di una cella generica
q φM è la distribuzione angolare massima misurata
UGELLI SPRUZZATORI
Figura 7: Curva di distribuzione lineare effettiva
Nota: il valore massimo si riferisce tra la serie di valori rilevanti nelle N celle.
Oltre alle distribuzioni posso normalizzare gli intervalli applicando le seguente espressioni:
Intervallo
6) Lineare
Normalizzato
Δλ
Δλ ==
Intervallo
7) Angolare
Normalizzato
Δθ =
22
N
N **
2π
N
dove
2 è l’ampiezza lineare normalizzata del getto
N* è il numero delle celle attive
dove
2π è l’ampiezza angolare normalizzata del getto
N è il numero delle celle
2
L’apertura lineare normalizzata Δλ =
è definita
2π in un intervallo [-1,+1]
* in un intervallo [0,+2π]
L’apertura angolare normalizzata Δ θ è=N
definita
N
Figura 9: Curva di distribuzione lineare normalizzata
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Figura 10: Curva di distribuzione angolare normalizzata
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UGELLI SPRUZZATORI Distribuzione dello spruzzo
Valutazione della distribuzione
La caratterizzazione delle curve di distribuzione viene eseguita considerando 3 proprietà:
a) UNIFORMITÀ
b) MONOTONIA
c) SIMMETRIA
Per comprendere il significato di queste 3 proprietà esaminiamo le seguenti figure
Figura 11:
Distribuzione normalizzata monotona
UGELLI SPRUZZATORI
a)
Definiamo UNIFORME una distribuzione
che minimizza il rapporto A/A°
b) Definiamo MONOTONA una distribuzione
che cresce nella parte sinistra
e diminuisce nella parte destra
c) Definiamo SIMMETRICA una distribuzione
che minimizza il rapporto A+/A
Le seguenti distribuzioni rappresentano quindi dei
Figura 13: Distribuzione
idealmente uniforme
Figura 12:
Distribuzione normalizzata monotona
dove
A è l’area sottesa dalla curva di distribuzione normalizzata
A° è l’area complementare a A rispetto al rettangolo d’inviluppo 2 × 1
dove
La parte sinistra è il tratto -1, 0
La parte destra è il tratto 0, +1
dove
A+ è l’area sottesa dalla curva di distribuzione nella parte positiva
A- è l’area sottesa dalla curva di distribuzione nella parte negativa
casi ideali:
Figura 14: Distribuzione
idealmente monotona
Figura 15: Distribuzione
idealmente simmetrica
Queste 3 proprietà vengono valutate tramite la definizione dei seguenti parametri:
U1 =
1. Uniformità Integrale
A
⋅ 100
AM
dove
δ
2. Uniformità Incrementale
U2 =
∗
∑
=
N*
i
N
δi
∗
N* celle utili
N*
2
σ∗
⋅ 100
dove
⎡
⎤
ε
I S = ⎢1 − ∗ * ⎥ ⋅ 100
N ⋅δ ⎦
⎣
σ ∗ = ∑ i δ i +1 − δ i
N* celle utili
ε∗ =
∗
3. Indice di Simmetria
A: area sottesa dalla curva di distribuzione
AM: area sottesa dalla curva di distribuzione ideale
dove
∑
M*
i
δ − δ 'i
δ’ è il valore della portata normalizzata della cella simmetrica
M* celle utili in una semiapertura
Maggiori dettagli delle modalità di ottenimento di questi parametro sono disponibili nella Relazione Tecnica REL 080002 che
può essere richiesta al nostro Ufficio Tecnico.
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UGELLI SPRUZZATORI Viscosità
I liquidi sono caratterizzati per la loro proprietà di subire continue deformazioni quando sottoposti a resistenza di taglio.
La proprietà dei fluidi (liquidi o gas) di resistere allo scorrere a causa dell’attrito presente al loro interno è chiamata viscosità.
Quindi, se immaginiamo diversi strati di fluidi che scorrono uno sull’altro con attrito, possiamo immaginare che la viscosità sia
definita come la forza che è necessaria per muovere un’unità di superficie di un fluido per un’unità di distanza. La viscosità
viene misurata con molti sistemi diversi tra i quali quelli più comunemente usati sono:
METODO
UNITA’
DIMENSIONE
COMMENTI
1
Viscosità dinamica
(Viscosità assoluta)
Poise
ML . T-1
Poise = 100 centipoise = (1 dyne per sec/cm2)
2
Viscosità cinetica
Stoke
L2 . T-1
1 Stoke = 100 Centistoke = (cm2/sec)
Viscosità cinetica = Viscosità dinamica/densità
SSU/SSF
La seguente tabella illustra le corrispondenze tra le unità di viscosità più usate.
VISCOSITA’
CINETICA
Centistoke
Sq feet/sec
SAYBOLT
UNIVERSALE
SAYBOLT
FUROL
ENGLER
SSU
SSF
Degrees
1,00
0,00001076
31,0
---
1,00
5,00
0,00005382
42,4
---
1,37
10,00
0,0001076
58,8
---
1,83
15,66
0,0001686
80
---
2,45
20,52
0,0002209
100
---
3,02
25,15
0,0002707
120
---
3,57
42,95
0,0004623
200
---
5,92
108,0
0,001163
500
52,3
14,60
151,0
0,001625
700
72,0
20,44
194,2
0,002090
900
92,1
26,28
302,3
0,003254
1400
143
40,90
388,5
0,004182
1800
183
52,60
539,4
0,005806
2500
254
73,00
1078,8
0,01161
5000
509
146
1510,3
0,01626
7000
712
204
1941,9
0,02092
9000
916
263
3236,5
0,03483
15000
1526
438
UGELLI SPRUZZATORI
3
Uno degli strumenti più ampiamente usati per determinare la viscosità è il viscosimetro di
Saybolt, che misura il tempo nei secondi che sono necessari per un volume fisso di un dato
liquido per scorrere attraverso un orifizio.
SSU = Secondi Saybolt Universali si riferisce all’orifizio più piccolo per i liquidi meno viscosi.
SSF = Secondi Saybolt Furol si riferisce all’orifizio più grande per i liquidi più viscosi.
Il valore di viscosità di un liquido dipende dalla temperatura e pertanto deve sempre essere dato con riferimento al valore della
temperatura.
La viscosità dell’acqua (20°C) è di 1 Centipoise e 1 Centistoke, data la densità della massa dell’acqua = 1.
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UGELLI SPRUZZATORI Viscosità
Influenza della viscosità sulla portata di un ugello
Tutti i dati sugli ugelli inseriti nel Catalogo si riferiscono alla spruzzatura dell’acqua (viscosità cinematica dell’acqua uguale a 1
Centistoke).
Un liquido con viscosità superiore a quella dell’acqua richiede più energia per essere pompato e spruzzato e scorre ad una
velocità inferiore alla stessa pressione, causando una riduzione della turbolenza del flusso.
Per tale ragione, gli ugelli che funzionano in base al principio della turbolenza, come i normali ugelli a cono pieno ed a cono cavo
con vorticatore, mostrano un aumento della portata quando si spruzzano liquidi di viscosità superiore a quella dell’acqua.
Tale aumento è molto rilevante negli ugelli di piccole dimensioni in cui il raggio ridotto della camera di vorticazione tende a
provocare una forte turbolenza nel flusso e tende a diminuire, se non a scomparire, per valvole di portata nominale (valori di
portata a 3 bar) superiore ai 1,5 litri al minuto.
Il seguente grafico mostra, per un liquido con una viscosità di ca. 4 Centistokes, le variazioni tipiche nel valore di flusso
dell’ugello, per valori diversi del diametro della camera di vorticazione interna.
Come si può notare, queste variazioni possono essere trascurate nella maggior parte delle applicazioni per le quali si utilizzano
ugelli con una camera interna di vorticazione di diametro superiore ai 3 mm.
Aumento del flusso contro il Diametro della Camera di Vorticazione
45%
40%
Aumento del flusso (mm)
UGELLI SPRUZZATORI
50%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
2
3
4
5
6
7
8
9
Diametro della camera di vorticazione (mm)
Per altri tipi di ugelli, che invece non funzionano in base al principio della turbolenza, un aumento della viscosità semplicemente
riduce la velocità di uscita del liquido dall’orifizio causando una diminuzione della portata.
L’esperienza ci ha dimostrato che tale diminuzione è compresa tra il 3 e 6% della portata nominale dell’acqua, il che significa
che la variazione introdotta è nello stesso ordine di magnitudo della tolleranza della capacità dell’ugello.
Influenza della viscosità sull’angolo e sulla geometra di spruzzo di un ugello
Con riferimento alla teoria della rottura del getto ed alle informazioni sulle goccioline disponibili, si può facilmente immaginare
che spruzzare un liquido più viscoso dell’acqua è un compito difficile.
Tutte le caratteristiche dello spruzzo tendono a peggiorare e pertanto ci si può aspettare:
1. Un valore maggiore per la pressione minima di operatività, vale a dire il valore della pressione che permette di ottenere
uno spruzzo ben definito con l’angolatura voluta.
2. Una peggiore distribuzione dello spruzzo, poiché il comportamento viscoso del liquido rende più difficile la formazione di
goccioline finissime e la loro distribuzione uniforme con la geometria di spruzzo voluta.
3. Un angolo di spruzzo più stretto.
È difficile dare delle linee guida di riferimento poiché i risultati ottenuti da prove effettuate con vari ugelli a diverse pressioni e con liquidi diversi sono scarsamente prevedibili.
Tuttavia, la nostra esperienza ci ha mostrato che in molti casi l’utilizzo di ugelli ad impatto può dare dei risultati accettabili ove tutti gli altri tipi di ugelli falliscono.
Un test di laboratorio, o una prova sul campo sono ancora oggi il metodo più sicuro per ottenere dei risultati attendibili.
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UGELLI SPRUZZATORI Gravità specifica
Riferendosi alla Legge di Bernoulli esposta a pag. 6, si potrebbe dire che l’energia della pressione di un flusso liquido all’ingresso di un ugello viene totalmente trasformata (a parte alcune perdite dovute all’attrito all’interno dell’ugello) in velocità liquida
quando esce dall’orifizio dell’ugello.
Le cifre di questo catalogo indicano le portate di un ugello che spruzza acqua.
Se la gravità o la densità specifica di un liquido è diversa da quella dell’acqua, l’energia della pressione disponibile produce
una velocità del liquido diversa agli orifizi di entrata e di uscita dell’ugello.
In altre parole, una data quantità di energia spruzza sempre la stessa quantità di massa liquida ma in volumi diversi (portate) a
seconda della gravità o densità specifica del liquido spruzzato.
Pertanto, un liquido più pesante dell’acqua esce dall’ugello con una velocità ed una portata inferiori mentre, al contrario, un
liquido più leggero dell’acqua viene spruzzato velocità e portata maggiori.
Si applica la seguente formula:
QL = F · QW
La tabella che segue da il valore di un fattore di correzione per ottenere la portata di un liquido con diverso peso specifico
come l’acqua
kg/litro
Libre/gallone
F
0,6
5,0
1,29
0,7
5,8
1,20
0,8
6,7
1,12
0,9
7,5
1,05
1,0
8,3
1,00
1,1
9,2
0,95
1,2
10,0
0,91
1,3
10,9
0,88
1,4
11,7
0,85
1,5
12,5
0,82
1,6
13,4
0,79
1,7
14,2
0,77
1,8
15,0
0,75
1,9
15,9
0,73
2,0
16,7
0,71
CTG SH06 IT
www.pnr.it
UGELLI SPRUZZATORI
8
Dove:
Q L portata del liquido
Q W portata dell’acqua
F
fattore di correzione
25
UGELLI SPRUZZATORI Impatto del getto
L’impatto dell’acqua spruzzata da un ugello, più precisamente la geometria e l’angolo di spruzzo, dipende da parecchi fattori.
La prima cosa da fare per calcolare il valore dell’impatto, che solitamente è espresso in chilogrammi per centimetro quadrato,
è la determinazione del Valore dell’Impatto Teorico Totale usando la seguente formula:
9
TTI = 0,024 · Q ·
P
[kgp/cm2]
Dove:
Q
è la portata alla pressione operativa espressa in lpm
P
è il valore della pressione espresso in kgp/cm2
Il valore così ottenuto deve essere moltiplicato per il Coefficiente dell’Impatto Teorico Totale per Centimetro Quadrato (E).
Il valore finale ottenuto è l’Impatto dello Spruzzo del Liquido espresso in kgp/cm2.
Naturalmente non tutta l’energia della vena di fluido viene trasferita al punto d’impatto.
UGELLI SPRUZZATORI
10
SLI = E · TTI
[kgp/cm2]
Una parte di questa energia, a volte una parte considerevole, contribuisce all’ottenimento dell’angolatura di spruzzo desiderata
facendo acquisire alla vena di fluido un’elevata velocità rotazionale all’interno della camera di vorticazione.
Il valore più alto di impatto si ottiene con un ugello a dardo ed il valore può essere calcolato moltiplicando la pressione dello
spruzzo per 1,9.
La tabella sottostante contiene i valori del coefficiente di Impatto Teorico Totale per cm2 per ugelli con diverse geometrie di
spruzzo per una distanza fissa di 300 mm.
COEFFICIENTE IMPATTO TEORICO TOTALE PER cm2 ALLA DISTANZA DI 300 mm (E)
Angolo
Ugello a dardo
di spruzzo
Angolo
Ugello a cono pieno
di spruzzo
Angolo
Ugello a cono cavo
di spruzzo
15°
0,300
15°
0,110
25°
0,180
35°
0,130
30°
0,025
40°
0,120
50°
0,100
50°
0,010
65°
0,070
65°
0,004
60°/80°
80°
0,050
80°
0,002
100°
0,001
0,01/0,02
Diagrammi della forza di impatto
Tra i vari impieghi di uno spruzzatore sono molto comuni quelli che si servono della forza di impatto del getto per raggiungere
determinati risultati di processo, per esempio molti processi di lavaggio.
Per motivi inerenti alla geometria interna dello spruzzatore ed al suo funzionamento è molto difficile produrre un getto liquido
distribuito in modo uniforme, e si rende pertanto necessario rilevare un diagramma che permetta di conoscere i parametri del
getto sulla superficie investita.
Storicamente questi esami hanno prima interessato la distribuzione del getto, ovvero la quantità di liquido proiettata per unità di
tempo sulla unità di superficie, che viene ricavata in modo automatico e riportata in un istogramma ( vedere nel seguito ).
26
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UGELLI SPRUZZATORI Impatto del getto
Una ulteriore caratterizzazione di uno spruzzatore è la distribuzione della
forza di impatto del getto, che si potrebbe ricavare matematicamente dal
diagramma di distribuzione del liquido sulla superficie investita ma che è
tuttavia molto più rapido misurare direttamente attraverso strumentazioni
specifiche.
Questi diagrammi si ottengono in laboratorio a mezzo di una attrezzatura
specifica che rileva i valori di pressione lungo una matrice di punti distribuita
nella zona di copertura del getto, e li fornisce come serie di valori e come
rappresentazione grafica.
Riportiamo in basso qualche diagramma di questo tipo relativo ad ugelli per
discagliatura.
Per questa applicazione è di fondamentale importanza ottenere una elevata
forza di impatto, e si è pertanto diffuso l’impiego di dispositivi quali i raddrizzatori di flusso che riducono le turbolenze della vena liquida interna e
permettono un maggiore valore per la forza di impatto a parità di pressione
in entrata.
I due diagrammi in basso sono relativi allo stesso ugello, e mostrano il
maggior valore nella forza di impatto ottenuto montando un raddrizzatore di
flusso a monte dell’ ugello: la riduzione delle perdite interne per turbolenza
si traduce in una maggiore efficienza di funzionamento ed un guadagno
nella di forza di impatto di circa il 40%.
Rilievo dei valori della forza di impatto senza raddrizzatore
CTG SH06 IT
Conformazione tipica di un raddrizzatore di flusso
UGELLI SPRUZZATORI
In alcune applicazioni, ed in particolare nella discagliatura a caldo in
acciaieria, la forza di impatto del getto serve ad ottenere un risultato di
fondamentale importanza per l’ottenimento di una superficie regolare : la
rimozione della scaglia superficiale.
Sono stati pertanto sviluppati degli ugelli specialmente studiati per i quali
non solo la forza di impatto supera un determinato valore ma anche la sua
distribuzione risponda ai criteri di impiego richiesti in fase di progetto dell’
impianto.
Rilievo dei valori della forza di impatto con raddrizzatore
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27
UGELLI SPRUZZATORI Calcolo delle perdite di carico
Perdita di carico attraverso un ugello
Molto spesso da parte dei nostri Clienti ci viene richiesto quale sia la perdita di carico attraverso un determinato ugello, in
quanto l’ugello viene considerato come una valvola ovvero come un altro elemento tra quelli inclusi in una tubatura.
La realtà è diversa e si può facilmente comprendere rifacendosi alla equazione di Bernoulli [2] riportata a pagina 13: essa ci
dice che la energia totale di una vena liquida si mantiene inalterata tra due sezioni di un condotto ed è costituita dalla somma
di tre fattori
• La energia potenziale dovuta alla quota
• La energia di pressione
• La energia di velocità
Trascuriamo qui la perdita di energia per attriti e turbolenze originata dal movimento del fluido tra le due sezioni sotto esame, il
che è lecito in quanto un ugello ha una lunghezza trascurabile.
Applichiamo ora la equazione tra la sezione di entrata nell’ugello e la sezione di uscita dallo stesso e calcoliamo le variazioni in
questi due punti dei tre fattori considerati.
UGELLI SPRUZZATORI
•
•
•
La variazione di energia potenziale dovuta alla quota è trascurabile: date le ridotte dimensioni dell’ugello si può considerare
che la sezione di entrata e la sezione di uscita dallo stesso siano alla stessa quota.
La variazione di energia di pressione è significativa, in quanto il liquido fuoriesce in genere nell’ambiente e quindi la sua
pressione cade al valore della pressione atmosferica
Di conseguenza dato che il valore totale della energia del liquido deve restare costante, deve aumentare il valore della
energia cinetica e quindi il liquido prende velocità e si separa in gocce.
L’aumento della energia cinetica corrisponde esattamente alla caduta della energia di pressione.
Un ugello svolge quindi la funzione di trasformare in velocità la energia di pressione di un fluido.
Questo fenomeno è espresso dalla equazione [3] a pagina 15 che ci permette di calcolare la velocità di uscita del liquido dovuta
alla caduta di pressione; essa varia da liquido a liquido in dipendenza della densità dello stesso.
Nei rari casi nei quali l’ugello spruzza in un ambiente a pressione differente dalla pressione atmosferica al valore P nella [13] va
sostituito il salto di pressione tra le sezioni di entrata ed uscita dell’ugello.
Lo schema di sotto mostra le variazioni qualitative delle grandezze in gioco.
sezione di entrata
Di conseguenza il progettista dell'impianto deve calcolare le cadute di pressione sulla linea tra la flangia
di uscita della pompa e la sezione di entrata sull'ugello, in modo che all'entrata nell'ugello siano disponibili
la portata e la pressione necessarie al funzionamento
dell'ugello stesso.
pressione di alimentazione
sezione di uscita
(A)
energia potenziale
di quota
(A)
energia di pressione
pressione atmosferica
velocità di ingresso
valori sulla
sezione di entrata
28
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(A)
energia cinetica
velocità di uscita
valori sulla
sezione di uscita
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MATERIALI UGELLI
Anche la scelta del materiale più adatto per un ugello è a volte di primaria importanza
poiché la durata operativa di un ugello dipende proprio dal materiale con cui è costruito.
Parecchi fattori influiscono sulla vita di un ugello oppure la diminuiscono, quali:
Usura causata da particelle solide in sospensione nel liquido che viene spruzzato
Corrosione chimica causata dal liquido spruzzato
Corrosione chimica causata dall’ambiente esterno in cui si utilizza un ugello
Esposizione a shock meccanici
MATERIALI UGELLI
Codici materiali PNR
Caratteristiche meccaniche dei materiali
Resistenza chimica dei materiali
CTG SH06 IT
30
31
32
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MATERIALI UGELLI
1.
2.
3.
4.
29
MATERIALI UGELLI Codici materiali PNR
PNR ha adottato un codice breve per identificare i materiali di costruzione degli ugelli e dei loro componenti.
Qui di seguito i codici dei materiali più frequentemente usati.
A1
Acciaio al carbonio
E1
PTFE Politetrafluoroetilene
L3
Nicrofer 5923
A2
Acciaio alta velocità
E3
POM Poliossimetilene
L4
Stellite 6 lega di Cobalto
A8
Acciaio al carbonio, zincato
E6
PMMA Polimetilmetacrilato
L5
Hastelloy B2 lega di Nichel
A9
Acciaio al carbonio, nichelato
E7
FPM Elastomero fluorocarbonico
L6
Hastelloy C4, lega di Nichel
B2
AISI 304, acciaio austenitico
E8
NBR Gomma nitril butilica
L61
Hastelloy C22, lega di Nichel
E81
TBD Gomma termoplastica
(Santoprene)
L62
Ultimet, lega di Nichel
B31 AISI 316L, acciaio austenitico
E82
ELKLIO Klingerite
L7
Nickel 201, lega di Nichel
B4
AISI 321, acciaio austenitico
E83
ELHYPO Polietilene cloro sulfonato
(Hypalon)
L8
Hastelloy C276, lega di Nichel
B8
AISI 309, acciaio austenitico
E91
MVQ Gomma siliconica
L9
Sanicro 28, acciaio superaustenitico
B81 AISI 310, acciaio austenitico
B3
AISI 316, acciaio austenitico
F12
WC Carburo di Tungsteno ISO k10
N1
AISI 302, acciaio austenitico
C1
AISI 420, acciaio martensitico,
temprato
F2
Vetro Pyrex
P6
ABS
C4
AISI 317, acciaio austenitico
F3
Rubino sintetico
P7
Fasit Oil
C6
SAF 2205, acciaio duplex
F4
Zaffiro sintetico
P8
EPPM
D1
PVC Cloruro di polivinile
F5
Ceramica
P9
Stirolux
D2
PP Polipropilene
F6
SC Carburo di Silicio
T1
Ottone
D3
PA Poliammide (Nylon)
G1
Ghisa grigia
T3
Rame
D5
TRPP Polipropilene con rinforzo talco
H1
Titanio Gr 2
T5
Bronzo CW 459 K
D6
GFRPP Polipropilene con rinforzo fibra
di vetro
L1
Monel 400, lega di Nichel
T8
Ottone, nichelato
D7
HDPE polietilene ad alta densità
L2
Incoloy 825, lega di Nichel
V1
Alluminio Al 5076
D8
PVDF Fluoruro di polivinilidene
L21
Inconel 600, lega di Nichel
V7
Alluminio, nichelatura chimica
MATERIALI UGELLI
NOTA
30
La lista completa dei Codici Materiali può essere richiesta al nostro Ufficio Tecnico con il codice di pubblicazione TGCE CODMAT
STANDARD MATERIALI
Gli standard seguenti vengono menzionati relativamente all’identificazione dei materiali
ORGANIZZAZIONE STANDARD
NAZIONE
CODICE STANDARD
AFNOR
Association Française de Normalisation
Francia
NF
AISI
American Iron and Steel Insitute
USA
AISI
ANSI
American National Institute
USA
ANSI
ASTM
American Society for Testing and Materials
USA
ASTM
BSI
British Standards Institution
UK
BS
DIN
Deutsches Insitut für Normung
Germania
DIN
DS/IT
Dansk Standards/Information Technology
Danimarca
DS
ISO
International Organization for Standardization
Internazionale
ISO
JIS
Japanese Institute for Standard
Giappone
JIS
UNI
Ente Nazionale di Unificazione
Italia
UNI
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CTG SH06 IT
MATERIALI UGELLI Caratteristiche meccaniche dei materiali
B1 ACCIAIO INOX AISI 303
Composizione Chimica
CR 17,50 NI 8.50 S 0,25
Corrispondenza Codice
Tipo
Acciaio Inox Austenitico
AISI
303
Indurimento
Non possibile
BS
303 S 21
Ricottura
1050/1100°C in acqua
Saldatura
Possibile adottando precauzioni
Caratteristiche di
corrosione
Buona resistenza: esposizione atmosferica,
sostanze alimentari, sostanze chimiche
organiche.
Bassa resistenza: cloridi, acidi riduttori e
oltre gli 800°C
DIN Wnr
1.4305
Euro
X10CrNiS18.09
JIS
SUS 303
NF
Z6CN 18-09
SIS
2346
UNI
XWCrNiS 1809
Composizione Chimica
C 0,05 CR 17,0 NI 12,0 MO 2,25
Corrispondenza Codice
Tipo
Acciaio Inox Austenitico
AISI
316
Indurimento
Non possibile
BS
316 S 21
Ricottura
1050/1100°C in acqua
Saldatura
Facile, usando elettrodi dello stesso inox
Caratteristiche di
corrosione
Buona resistenza: atmosfera, gran numero
di sali, acidi organici, sostanze alimentari.
Bassa resistenza: soluzioni di acidi riduttori
Temperature superiori ai 500°C.
DIN Wnr
1.4401
Euro
X6CrNiMo17122
JIS
SUS 316
NF
Z6CND 17-11
SIS
2347
UNI
X5CrNiMo1712
B31 ACCIAIO INOX AISI 316L
Composizione Chimica
C 0,03 CR 17,0 NI 13,0 MO 2,25
Corrispondenza Codice
Tipo
Acciaio Inox Austenitico
AISI
316 L
Indurimento
Non possibile
BS
316S12
Ricottura
1050/1100°C in acqua
Saldatura
Facile, usando elettrodi dello stesso inox
Caratteristiche di
corrosione
CTG SH06 IT
Buona resistenza: atmosfera, gran numero
di sali, acidi organici, sostanze alimentari.
Bassa resistenza: soluzioni di acidi riduttori
Temperature superiori ai 500°C.
DIN Wnr
1.4404
Euro
X3CrNiMo1810
JIS
SUS 316L
NF
Z2CND17-12
SIS
2348
UNI
X2CrNiMo 1712
www.pnr.it
MATERIALI UGELLI
B3 ACCIAIO INOX AISI 316
31
MATERIALI UGELLI Caratteristiche meccaniche dei materiali
C1
ACCIAIO INOX AISI 420
Composizione Chimica
C 0,20 CR 13,00
Corrispondenza Codice
Tipo
Acciaio Inox Martensitico
AISI
420
Indurimento
980°C - 1030°C in petrolio
BS
420 S 29
Ricottura
750°C - 800°C in aria
DIN Wnr
1.4021
Saldatura
Possibile adottando precauzioni
Caratteristiche di
corrosione
Buona resistenza: acqua potabile, vapore,
benzina, petrolio, alcool, ammoniaca.
Euro
X20Cr13
JIS
SUS 420 J1
NF
Z20C13
SIS
2303
UNI
X20Cr13
C2 ACCIAIO INOX AISI 416
Composizione Chimica
MATERIALI UGELLI
Corrispondenza Codice
Tipo
Acciaio Inox Martensitico
AISI
416
Indurimento
950°C - 1100°C in petrolio
BS
416 S 21
Ricottura
750°C - 800°C
DIN Wnr
---
Saldatura
Non possibile
Euro
X120CrS13
Caratteristiche di
corrosione
Buona resistenza: acqua potabile, vapore,
benzina, petrolio, alcool, ammoniaca.
JIS
SUS 416
NF
Z12CF13
SIS
---
UNI
X12CrS13
D8 POLIVINILDENE FLUORIDE (PVDF)
Descrizione
ELEVATO PESO MOLECOLARE, LA PIU’ RESISTENTE DELLE RESINE DI
FLUOROCARBONE
Nomi commerciali e
Fornitori
KYNAR
(Atochem North America Inc. prima chiamata Penwalt Co.)
SOLEF
(Solvay Polymer Corporation)
Caratteristiche Fisiche e
Meccaniche
Eccellente resistenza all’abrasione ed allo stress meccanico
Caratteristiche termiche
Compatibilità chimica
32
C 0,12 CR 12,50 S 0,22
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Estremamente puro, opaco con resina.
Utile a temperature comprese tra -73°C e 149°C (-100°F / 300°F)
Temperatura deviazione: 80/90°C a 18,2 Bar (176/194°F a 264 psi)
Eccellente resistenza chimica.
Può essere usato con alogeni bagnato o asciutti, con le sostanze acide e basiche più forti,
con alifatici, aromatici, alcool e forti agenti ossidanti.
Non adatto per venire a contatto con chetoni, esteri, ammine e con alcuni
acidi organici (esalazioni acido solforico).
CTG SH06 IT
MATERIALI UGELLI Caratteristiche meccaniche dei materiali
E1
Descrizione
Nomi commerciali e
Fornitori
POLITETRAFLUOROETILENE (PFTE)
FLUOROPLASTICA CON ALCUNE O TUTTE LE PROPRIE MOLECOLE DI IDROGENO
SOSTITUITE DA FLUORINA
TEFLON TFE, FEP e PFA
(Dupont, Polymer Products Corporation)
NEOFLON
(Daikin)
FLUON
(ICI Americas, Inc.)
SST-2/SST-3
(Shamrock Technologies, Inc.)
Basso coefficiente
Caratteristiche Fisiche e
Meccaniche
Bassa adesività
Buona resistenza agli agenti atmosferici
Bassa resistenza allo scorrimento ed all’usura se non rinforzato con fibre di vetro
che gli conferiscono una maggiore resistenza
Compatibilità chimica
Stabilità sia alle basse che alle alte temperature.
Temperature di deviazione calore comprese tra 48° - 55°C a 18,2 bar
(118-132°F a 264 psi)
Chimicamente inerte
Totalmente insolubile
E3
Descrizione
Nomi commerciali e
Fornitori
ACETAL (ACETAL OMOPOLIMERI E COPOLIMERI)
RESINE ALTAMENTE CRISTALLINE BASATE SULLA TECNOLOGIA DELLA
POLIMERIZZAZIONE DELLA FORMALDEIDE
DELRIN
(Dupont, Polymer Products Corporation)
CELCON
(Hoechst Celanese Corporation)
ULTRAFORM
(BASF Corporation)
RTP 800
(RTP Corporation)
LUPITAL & TENAL
(Franklin Polymers, Inc.)
FULTRON 404
(ICI Americas, Inc.)
MATERIALI UGELLI
Caratteristiche termiche
Elevata resistenza alla rottura, rigidità e resistenza
Elevata resistenza alla fatica del metallo
Caratteristiche Fisiche e
Meccaniche
Eccellente stabilità dimensionale
Basso coefficiente di attrito
Ottima resistenza all’abrasione ed all’usura
Eccellente resistenza allo scorrimento
Caratteristiche termiche
Compatibilità chimica
CTG SH06 IT
Temperature di deviazione calore comprese tra 110° e 136°C a 18,2 bar
(230° - 270°F a 264 psi), più elevate se arricchite con vetro
Rimangono stabili per molto tempo, immersione in acqua ad alta temperatura.
Eccellente resistenza ad agenti chimici e solventi, ma non si consiglia una
prolungata esposizione agli acidi più forti.
Nota: adatte per parti con stretta tolleranza ed elevata prestazione.
Disponibile per parti lavorate di macchina o stampate ad iniezione.
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33
MATERIALI UGELLI Caratteristiche meccaniche dei materiali
L6 HASTELLOY C4
CARATTERISTICHE FISICHE E
MECCANICHE
COMPOSIZIONE CHIMICA
R = 650/800 Mpa
C = 0.015 max
Rp02 = 250/470 Mpa
Ni = 65
HRB = 90
Cr = 16.0
RESISTENZA ALLA CORROSIONE
Molto buono contro la corrosione
e corrosione da tensione,
specialmente in atmosfera
ossidante.
Maggiore resistenza nelle giunture
saldate del C 76 ma minore
rispetto a quella del C 22.
Mo = 15.5
W = -Fe = 3 max
Ti = 0.5
Co = 2 max
APPLICAZIONI
Consigliato per applicazioni in atmosfere fortemente ossidanti.
L61 HASTELLOY C 22
CARATTERISTICHE FISICHE E
MECCANICHE
COMPOSIZIONE CHIMICA
R = 700/800 Mpa
C = 0.01 max
Rp02 = 360/420 Mpa
Ni = 56
HRB = 93
Cr = 22
RESISTENZA ALLA CORROSIONE
Eccellenti prestazioni in atmosfere
ossidanti ed anche in condizioni di
corrosione e corrosione da
tensione.
Resistenza molto buona in
atmosfere di riduzione e per le
giunture saldate.
Mo = 13
W=3
Fe = 3
Ti = --
MATERIALI UGELLI
Co = 2.5 max
APPLICAZIONI
Industria chimica (gasdotti, sistemi di lavaggio e trattamento gas, produzione di acido fosforico),
scambiatori di calore, pompe, reattori di clorurazione.
L8
HASTELLOY C 276
CARATTERISTICHE FISICHE E
MECCANICHE
COMPOSIZIONE CHIMICA
R = 600/800 Mpa
C = 0.015 max
Rp02 = 300/370 Mpa
Ni = 57
HRB = 90
Cr = 14.5/16.5
Mo = 15/17
W = ¾.5
Fe = /
V = 0.35 max
Co = 2.5 max
RESISTENZA ALLA CORROSIONE
Molto buono in atmosfere
ossidanti e di riduzione.
Molto buono contro la corrosione
e la corrosione da tensione.
Resistenza accettabile nelle parti
saldate. Una eccessiva segregazione
nelle parti fuse, non eliminata dal
trattamento termico di ricottura,
rende conveniente l’impiego
delle qualità del C22 e del C4, che
garantiscono una maggiore
resistenza alla corrosione e
migliori proprietà meccaniche .
APPLICAZIONI
Industria chimica (condotti d’aria, gorgogliatori di lavaggio, ventilatori). Industria della carta. Impianti
termoelettrici. Trattamenti termici dell’acciaio.
34
www.pnr.it
CTG SH06 IT
Tubazioni
Dati delle tubazioni Dimensionamento delle tubazioni Flusso dell’acqua in schedula 10S Flusso dell’acqua in schedula 40S Dimensioni flange cieche a norma DIN 2567
Dimensioni flange cieche a norma ANSI
Tabella di conversione dimensioni setaccio CTG SH06 IT
70
71
72
73
74
75
76
www.pnr.it
TUBAZIONI
Tubazioni
69
TUBAZIONI Dati delle tubazioni
La seguente tabella riporta i dati delle tubazioni in base all’AISI B36.19 che è uno degli standard più usati per la regolazione
delle tubazioni saldate in acciaio inossidabile:
SCHEDULE
TUBAZIONI
DN
70
NPS
OD
[mm]
5S
10S
40S/STD
80S/XS
t
m
t
m
t
m
t
m
[mm]
[kg/m]
[mm]
[kg/m]
[mm]
[kg/m]
[mm]
[kg/m]
6
1/8
10,3
N/A
N/A
1.24
0.28
1.73
0.37
2.41
0.48
8
1/4
13,7
N/A
N/A
1.65
0.50
2.24
0.64
3.02
0.81
10
3/8
17,2
N/A
N/A
1.65
0.64
2.31
0.86
3.20
1.12
15
1/2
21,3
1.65
0.81
2.11
1.01
2.77
1.28
3.73
1.64
20
3/4
26,7
1.65
1.03
2.11
1.30
2.87
1.71
3.91
2.23
25
1
33,4
1.65
1.31
2.77
2.12
3.38
2.54
4.55
3.28
32
1¼
42,2
1.65
1.67
2.77
2.73
3.56
3.44
4.85
4.53
40
1½
48,3
1.65
1.92
2.77
3.15
3.68
4.11
5.08
5.49
50
2
60,3
1.65
2.42
2.77
3.99
3.91
5.51
5.54
7.59
65
2½
73,0
2.11
3.74
3.05
5.34
5.16
8.75
7.01
11.6
80
3
88,9
2.11
4.58
3.05
6.55
5.49
11.5
7.62
15.5
90
3½
101,6
2.11
5.25
3.05
7.52
5.74
13.8
8.08
18.9
100
4
114,3
2.11
5.92
3.05
8.49
6.02
16.3
8.56
22.6
125
5
141,3
2.77
9.60
3.40
11.7
6.55
22.1
9.53
31.4
150
6
168,3
2.77
11.5
3.40
14.0
7.11
28.7
10.97
43.2
200
8
219,1
2.77
15.0
3.76
20.2
8.18
43.1
12.70
65.6
250
10
273,0
3.40
22.9
4.19
28.2
9.27
61.1
12.70
82.7
300
12
323,9
3.96
31.7
4.57
36.5
9.53
74.9
12.70
98.8
350
14
355,6
3.96
34.8
4.78
41.9
N/A
N/A
N/A
N/A
400
16
406,4
4.19
42.1
4.78
48.0
N/A
N/A
N/A
N/A
450
18
457
4.19
47.4
4.78
54.1
N/A
N/A
N/A
N/A
500
20
508
4.78
60.2
5.54
69.6
N/A
N/A
N/A
N/A
550
22
559
4.78
66.2
5.54
76.7
N/A
N/A
N/A
N/A
600
24
610
5.54
83.7
6.35
95.9
N/A
N/A
N/A
N/A
Dove:
DN = Diametro nominale
www.pnr.it
NPD = Dimensione nominale tubazione
OD = Diametro esterno
t = Spessore delle pareti
m = Peso Specifico
CTG SH06 IT
TUBAZIONI Dimensionamento delle tubazioni
Le seguenti Perdite di Carico Specifiche (Y) sono solitamente usati nella buona pratica di progettazione:
Acqua non bollente
Acqua bollente
Y = 0.2÷0.5 bar/100 m
per scarico pompa (0.7 bar/100 m max., se P > 50 bar)
Y < 0.110 bar/100 m
per aspirazione pompa
Y = 0.04÷0.05 bar/100 m
per aspirazione pompa (velocità = 0.3÷0.9 m/s)
Per la misurazione delle tubazioni si usa anche la Velocità (V).
La seguente tabella riporta le tipiche velocità dei liquidi in tubazioni di acciaio.
LIQUIDO
VELOCITA’ [m/s]
in dimensione nominale tubazione [in]
TIPO DI LINEA
2 o meno
da 3 a 10
Aspirazione pompa
Scarico pompa (lungo)
Scarico coperchi (breve)
Alimentazione caldaia
Drenaggi
Scolo inclinato
0.3
0.6
1.2
1.2
0.9
÷
÷
÷
÷
÷
-
0.6
0.9
2.7
2.7
1.2
0.6
0.9
1.5
1.5
0.9
0.9
÷
÷
÷
÷
÷
÷
1.2
1.5
3.7
3.7
1.5
1.5
0.9
1.2
2.4
2.4
IDROCARBURI LIQUIDI
(viscosità normale)
Aspirazione pompa
Scarico riscaldatore (lungo)
Scarico coperchi (breve)
Drenaggi
0.5
0.8
1.2
0.9
÷
÷
÷
÷
0.8
1.1
2.7
1.2
0.6
0.9
1.5
0.9
÷
÷
÷
÷
1.2
1.5
3.7
1.5
0.9 ÷ 1.8
1.2 ÷ 2.1
2.4 ÷ 4.6
-
PETROLIO DI MEDIA
VISCOSITA’
Aspirazione pompa
Scarico (breve)
Drenaggi
0.3
0.5 ÷ 0.9
0.1 ÷ 0.2
0.9 ÷ 1.5
0.8 ÷ 1.5
0.1 ÷ 0.3
1.2 ÷ 1.8
ALTRI TIPI DI ACQUA
Torre di raffreddamento, acqua
raffreddata, acqua marina ed acque reflue
in generale (tubazioni lunghe) (*)
0.6 ÷ 0.9
0.9 ÷ 1.5
1.2 ÷ 2.1
ACQUA NON BOLLENTE
Nota: (*)
in questo caso si deve usare il metodo Cameron in cui C=1
da 10 a 20
÷
÷
÷
÷
1.2 ÷
1.8
2.1
4.2
4.2
2.1
Y = 0.05 ÷ 0.12 bar/100 m per manicotto principale
Y = 0.12 ÷ 0.23 bar/100 m per manicotto secondario
Indicazioni su alcuni valori fissi di cali di pressione:
• per valvole a saracinesca (completamente aperte) considerare un calo di pressione di 5 metri
• per curve normali considerate un calo di pressione di 5 metri
• per una valvola di controllo considerate un calo di pressione di 15 metri
TUBAZIONI
Nelle tabelle seguenti mostriamo la velocità ed il calo di pressione specifico per parecchie portate di flusso e diametri di tubazioni.
CTG SH06 IT
www.pnr.it
71
FLUSSO D’ACQUA IN TUBAZIONE SCHEDULA 10S
[l/m]
Q
V
[m/s]
Y
V
[bar/100m] [m/s]
Y
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
1/8”1/4”
1
0,350 0,370
0,200 0,0903/8”1/2”
2
0,705 1,340
0,395 0,331
0,223 0,082
0,145 0,0293/4”
3
1,060 2,890
0,593 0,673
0,333 0,176
0,217 0,061
4
1,410 4,940
0,788 1,150
0,444 0,291
0,290 0,101
0,167 0,027
0,110 0,010
5
1,760 7,460
0,985 1,750
0,556 0,424
0,362 0,149
0,209 0,040
0,137 0,014
6
1,180 2,460
0,667 0,594
0,434 0,207
0,251 0,054
0,165 0,01911/4”
8
1,580 4,060
0,892 1,020
0,579 0,351
0,335 0,091
0,219 0,033
0,126 0,00911/2”
10
1,110 1,530
0,724 0,534
0,418 0,136
0,274 0,049
0,158 0,012
15
1,670 3,250
1,090 1,130
0,627 0,284
0,411 0,099
0,236 0,026
0,174 0,012
202”
2,230 5,600
1,450 1,900
0,836 0,481
0,549 0,168
0,315 0,043
0,233 0,021
30
0,212 0,01321/2”
2,170 4,130
1,250 1,020
0,823 0,353
0,473 0,092
0,348 0,043
40
0,283 0,022
2,900 7,180
1,670 1,760
1,100 0,606
0,631 0,155
0,465 0,073
50
0,354 0,032
0,237 0,012
2,090 2,700
1,370 0,911
0,789 0,233
0,581 0,108
60
0,424 0,044
0,284 0,017
2,510 3,810
1,650 1,290
0,943 0,321
0,697 0,150
70
0,495 0,079
0,332 0,0223”
2,930 5,120
1,920 1,720
1,11 0,434
0,814 0,199
80
0,566 0,074
0,379 0,028
0,248 0,01031/2”
2,190 2,210
1,26 0,554
0,925 0,253
90
0,636 0,093
0,427 0,035
0,279 0,013
2,470 2,770
1,42 0,692
1,040 0,319
0,209 0,006
100
0,707 0,114
0,474 0,043
0,310 0,015
0,232 0,0074”
2,740 3,400
1,58 0,843
1,160 0,392
150
1,060 0,238
0,711 0,090
0,464 0,031
0,349 0,016
4,110 7,440
2,36
1,81
1,740 0,828
3,15
3,14
2,330 1,450
0,272 0,008
200
1,410 0,414
0,948 0,153
0,619 0,053
0,466 0,027
0,362 0,014
250
1,760 0,625
1,190 0,233
0,774 0,080
0,581 0,040
0,453 0,0215”
2,900 2,200
300
2,120 0,889
1,420 0,324
0,930 0,112
0,698 0,055
0,543 0,030
0,352 0,011
3,480 3,070
350
2,470 1,190
1,660 0,438
1,080 0,150
0,815 0,074
0,634 0,040
0,411 0,0146”
400
2,830 1,550
1,900 0,563
1,240 0,195
0,935 0,096
0,724 0,051
0,469 0,018
4,070 4,160
0,341 0,007
4,650 5,380
5,230 6,790
450
3,180 1,930
2,130 0,707
1,390 0,242
1,050 0,120
0,815 0,063
0,528 0,022
0,366 0,009
500
3,540 2,380
2,370 0,867
1,550 0,298
1,170 0,147
0,902 0,076
0,587 0,027
0,407 0,011
550
3,880 2,870
2,610 1,040
1,700 0,354
1,280 0,174
0,991 0,092
0,645 0,032
0,447 0,013
600
4,240 3,390
2,840 1,220
1,860 0,418
1,400 0,204
1,090 0,110
0,704 0,037
0,488 0,015
650
4,590 5,560
3,080 1,420
2,010 0,486
1,510 0,239
1,180 0,127
0,762 0,043
0,529 0,017
700
4,950 4,550
3,320 1,650
2,170 0,560
1,630 0,275
1,270 0,146
0,821 0,050
0,569 0,020
750
5,300 5,200
3,560 1,880
2,320 0,637
1,750 0,314
1,360 0,164
0,879 0,057
0,610 0,023
800
3,790 2,130
2,480 0,721
1,860 0,354
1,450 0,185
0,936 0,064
0,651 0,0258”
850
4,030 2,390
2,630 0,805
1,980 0,395
1,540 0,209
1,000 0,072
0,692 0,028
0,403 0,007
900
2,790 0,901
2,090 0,438
1,630 0,232
1,050 0,008
0,732 0,032
0,427 0,008
950
2,940 1,000
2,210 0,486
1,720 0,258
1,120 0,087
0,773 0,036
0,451 0,010
1000
3,100 1,110
2,320 0,534
1,810 0,284
1,170 0,096
0,814 0,039
0,474 0,011
1100
3,410 1,290
2,560 0,643
1,990 0,341
1,290 0,116
0,895 0,047
0,522 0,012
1200
3,720 1 ,580
2,800 0,763
2,170 0,403
1,410 0,135
0,974 0,055
0,569 0,015
1300
3,030 0,890
2,360 0,473
1,530 0,157
1,060 0,063
0,616 0,017
1400
3,260 1,020
2,540 0,544
1,640 0,183
1,140 0,072
0,664 0,019
1500
3,490 1,170
2,720 0,617
1,76 0,208
1,220 0,083
0,712 0,022
1600
3,720 1,330
2,890 0,697
1,880 0,234
1,300 0,093
0,758 0,025
170010”
3,950 1,490
3,080 0,784
1,990 0,260
1,380 0,104
0,806 0,028
0,546 0,010
3,260 0,875
2,110 0,290
1,470 0,116
0,854 0,032
1900
0,575 0,012
3,440 0,965
2,230 0,323
1,550 0,129
0,901 0,034
2000
0,606 0,012
3,617 1,060
2,340 0,356
1,630 0,143
0,946 0,037
2200
0,667 0,015
3,980 1,280
2,580 0,429
1,790 0,172
1,050 0,045
2400
0,727 0,01712”
2,820 0,507
1,950 0,200
1,140 0,053
2600
0,788 0,021
0,563 0,009
3,050 0,589
2,110 0,234
1,230 0,061
2800
0,848 0,023
0,606 0,01014”
3,280 0,676
2,280 0,268
1,330 0,070
3000
0,909 0,026
0,649 0,011
0,532 0,007
3,520 0,773
2,440 0,306
1,420 0,080
3500
1,060 0,035
0,760 0,015
0,620 0,009
4,110
1,05
2,850 0,416
1,660 0,108
4,690
1,35
3,250 0,532
1,900 0,139
0,606 0,007
3,660 0,674
2,130 0,173
4000
1,210 0,045
0,866 0,020
0,709 0,01216”
4500
1,360 0,056
0,976 0,025
0,798 0,015
5000
1,520 0,069
1,080 0,029
0,886 0,018
0,674 0,009
4,070 0,822
2,370 0,212
6000
1,810 0,097
1,290 0,042
1,070 0,026
0,808 0,01318”
4,880 1,160
2,850 0,301
7000
2,120 0,130
1,510 0,055
1,240 0,035
0,940 0,017
0,741 0,010
5,690 1,580
3,310 0,403
8000
2,420 0,168
1,730 0,072
1,420 0,045
1,080 0,022
0,847 0,012
6,510 2,050
3,790 0,525
9000
2,730 0,210
1,950 0,091
1,600 0,056
1,210 0,027
0,954 0,015
4,270 0,659
10000
3,030 0,257
2,170 0,111
1,770 0,067
1,350 0,033
1,050 0,019
4,740 0,801
Legend:
Q: portata acqua in litri al minuto,
V: velocità in metri al secondo,
Valori per acqua a temperatura ambiente in tubi diritti
72
0,116 0,006
1800
TUBAZIONI
0,190 0,007
0,125 0,0161”
www.pnr.it
Y: Perdita di pressione specifica in bar per 100 metri di tuibo
CTG SH06 IT
FLUSSO D’ACQUA IN TUBAZIONE SCHEDULA 40S
[l/m]
Q
V
Y
[m/s]
V
[bar/100m] [m/s]
P
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
V
Y
[m/s]
[bar/100m]
V
Y
[m/s]
[bar/100m]
V
[m/s]
Y
[bar/100m]
1/8”1/4”
1
0,458 0,726
0,251 0,170
2
0,918 2,590
0,501 0,600
0,272 0,136
3/8”1/2”
0,170 0,044
3
1,380 5,590
0,752 1,220
0,407
0,255 0,091
0,29
3/4”
0,144 0,0231”
4
1,840 9,570
1,000 2,090
0,543
0,48
0,340 0,151
0,192 0,038
0,120 0,012
5
2,29014,450
1,250 3,180
0,679
0,70
0,425 0,223
0,241 0,057
0,150 0,017
6
1,500 4,460
0,815 0,980
0,510 0,309
0,289 0,077
0,180 0,02411/4”
8
2,010 7,360
1,090 1,690
0,680 0,524
0,385 0,129
0,240 0,041
0,138 0,01111/2”
10
1,360 2,520
0,850 0,798
0,481 0,193
0,300 0,061
0,172 0,015
15
2,040 5,370
1,280 1,690
0,722 0,403
0,450 0,124
0,258 0,032
0,19 0,015
20
2”
2,720 9,240
1,700 2,840
0,962 0,683
0,600 0,210
0,344 0,054
0,254 0,026
30
0,231 0,01621/2”
2,550 6,170
1,440 1,450
0,900 0,442
0,517 0,114
0,38 0,053
40
0,308 0,027
3,40010,720
1,920 2,500
1,200 0,758
0,689 0,193
0,507 0,091
0,861
0,216 0,010
0,127 0,008
50
0,385 0,039
0,270 0,017
2,410 3,830
1,500 1,140
0,29
0,634 0,135
60
0,462 0,055
0,324 0,023
2,890 5,410
1,800 1,610
1,03 0,400
0,761 0,187
70
0,539 0,098
0,378 0,0313”
3,370 7,270
2,100 2,150
1,210 0,541
0,888 0,248
80
0,616 0,092
0,432 0,039
0,28 0,01431/2”
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1,380 0,690
1,010 0,315
90
0,693 0,115
0,486 0,048
2,700 3,470
1,550 0,862
1,140 0,397
100
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0,540 0,059
150
1,150 0,295
0,810 0,125
0,315 0,017
0,35
0,02
0,524 0,042
0,235 0,008
0,261 0,0104”
3,000 4,250
1,720 1,050
1,270 0,488
0,392 0,021
4,500 9,300
2,580 2,260
1,900 1,030
3,440 3,910
2,540 1,810
5”
3,170 2,740
0,304 0,011
200
1,540 0,512
1,080 0,212
0,699 0,072
0,523 0,036
0,405 0,019
250
1,920 0,773
1,350 0,322
0,874 0,108
0,653 0,053
0,507 0,028
300
2,310 1,100
1,620 0,449
1,05 0,152
0,784 0,074
0,608
350
2,690 1,470
1,890 0,606
1,22 0,203
0,915 0,099
0,710 0,053
0,04
0,387 0,014
3,800 3,820
6”
4,440 5,180
0,452 0,018
400
3,080 1,920
2,160 0,780
1,4 0,264
1,050 0,128
0,811 0,068
0,516 0,023
0,375 0,009
5,070 6,690
450
3,460 2,390
2,430 0,979
1,57 0,328
1,180 0,161
0,912 0,084
0,581 0,028
0,402 0,012
5,710 8,450
500
3,850 2,950
2,700 1,200
1,75 0,403
1,310 0,196
1,010 0,101
0,646 0,034
0,447 0,014
550
4,230 3,550
2,970 1,440
1,92 0,479
1,440 0,232
1,110 0,122
0,710 0,041
0,491 0,016
600
4,620 4,200
3,240 1,690
2,100 0,566
1,570 0,273
1,220 0,146
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0,536 0,019
650
5,000 6,880
3,510 1,970
2,270 0,658
1,700 0,319
1,320 0,169
0,839 0,055
0,581 0,022
0,625 0,025
700
5,390 5,630
3,780 2,280
2,450 0,759
1,830 0,368
1,420 0,194
0,904 0,063
750
5,77 6,440
4,050 2,600
2,620 0,863
1,960
0,42
1,520 0,218
0,968 0,072
0,67 0,029
800
4,320 2,950
2,800 0,977
2,090 0,473
1,620 0,246
1,030 0,081
0,715 0,0328”
850
4,590 3,310
2,970 1,090
2,220 0,528
1,720 0,277
1,100 0,091
0,76 0,036
900
3,150 1,220
2,350 0,585
1,820 0,308
1,160 0,100
0,804 0,041
0,465
950
3,320 1,350
2,48 0,649
1,930 0,342
1,230 0,111
0,849 0,045
0,491 0,012
1000
3,500 1,500
2,61 0,714
2,030 0,377
1,290 0,122
0,894 0,049
0,516 0,013
1100
3,850 1,750
2,870 0,860
2,230 0,452
1,420 0,147
0,983 0,059
0,568 0,015
1200
4,200 2,140
3,140 1,020
2,430 0,534
1,550 0,172
1,070 0,069
0,620 0,018
1300
3,400 1,190
2,640 0,627
1,680 0,200
1,160
0,08
0,671 0,021
1400
3,660 1,370
2,840 0,722
1,810 0,232
1,250 0,091
0,723 0,024
1500
3,920 1,560
3,040 0,818
1,940 0,264
1,340 0,105
0,775 0,027
1600
4,180 1,780
3,240 0,924
2,070 0,297
1,430 0,118
0,826 0,031
10”
4,440 1,990
3,450 1,040
2,190 0,331
1,520 0,132
0,878 0,035
1700
0,439 0,009
0,01
1800
0,590 0,012
3,650 1,160
2,320 0,369
1,610 0,147
0,930 0,039
1900
0,622 0,014
3,850 1,280
2,450
1,700 0,163
0,981 0,042
0,41
2000
0,655 0,015 40,500 1,410
2,580 0,452
1,790 0,181
1,030 0,046
2200
0,721 0,018
2,840 0,545
1,970 0,217
1,140 0,056
2400
0,786 0,021
2600
0,852 0,025
4,460 1,700
12”
0,600
0,01
3,100 0,645
2,140 0,253
1,240 0,065
3,360 0,749
2,320 0,296
1,340 0,076
2800
0,917 0,028
0,646 0,01214”
3,610 0,859
2,500 0,339
1,450 0,087
3000
0,983 0,032
0,692 0,013
3,870 0,982
2,68 0,387
1,550 0,099
0,573 0,008
3500
1,150 0,043
0,810 0,018
0,668 0,011
4,520 1,330
3,130 0,526
1,810 0,134
4000
1,310 0,055
0,923 0,023
0,764 0,014
16”
5,160 1,720
3,570 0,673
2,070 0,172
4500
1,470 0,068
1,040 0,029
0,860 0,018
0,658 0,009
4,020 0,853
2,320 0,214
5000
1,640 0,084
1,150 0,034
0,955 0,022
0,731 0,011
4,470 1,040
2,580 0,262
6000
1,960 0,118
1,380 0,049
1,150 0,031
0,877 0,01618”
5,360 1,470
3,100 0,373
7000
2,290 0,158
1,610 0,065
1,340 0,042
1,020 0,021
0,808 0,012
6,250 2,000
3,610 0,499
7,150 2,590
8000
2,620 0,204
1,840 0,085
1,530 0,054
1,170 0,027
0,924 0,015
9000
2,950 0,256
2,080 0,107
1,720 0,067
1,310 0,033
1,040 0,019
4,650 0,816
10000
3,280 0,313
2,310 0,130
1,910 0,081
1,460 0,041
1,150 0,023
5,160 0,992
Legend:
Q: portata acqua in litri al minuto,
V: velocità in metri al secondo,
Valori per acqua a temperatura ambiente in tubi diritti
CTG SH06 IT
4,130
0,65
TUBAZIONI
Y: Perdita di pressione specifica in bar per 100 metri di tuibo
www.pnr.it
73
TUBAZIONI Dimensioni flange cieche a norma DIN 2567
ND 6 (DIN 2527)
DN
Flangia
Fori
D
t
W
N
Ø
a
ND 10 (DIN 2527)
Dimensioni
Fori
D
t
W
N
Ø
a
ND 16 (DIN 2527)
Dimensioni
Fori
D
t
W
N
Ø
a
10
75
12
0,38
4
11
50
90
14
0,63
4
14
60
90
14
0,63
4
14
60
15
80
12
0,44
4
11
55
95
14
0.71
4
14
65
95
14
0,71
4
14
65
20
90
14
0,65
4
11
65
105
16
1,01
4
14
75
105
16
1,01
4
14
75
25
100
14
0,82
4
11
75
115
16
1.22
4
14
85
115
16
1,22
4
14
85
32
120
14
1,17
4
14
90
140
16
1.80
4
18
100
140
16
1,80
4
18
100
40
130
14
1,39
4
14
100
150
16
2,09
4
18
110
150
16
2,09
4
18
110
50
140
14
1,62
4
14
110
165
18
2.87
4
18
125
165
18
2,87
4
18
125
65
160
14
2,14
4
14
130
185
18
3.65
4
18
145
185
18
3.65
4
18
145
80
190
16
3,43
4
18
150
200
20
4.61
4
18
160
200
20
4.61
8
18
160
100
210
16
4,22
4
18
170
220
20
5.65
8
18
180
220
20
5,65
8
18
180
125
240
18
6,11
8
18
200
250
22
8,12
8
18
210
250
22
8,12
8
18
210
150
265
18
7,51
8
18
225
285
22 10.50
8
22
240
285
22 10,50
8
22
240
175
295
20 10,20
8
18
255
315
24 14,10
8
22
270
315
24 14,10
8
22
270
200
320
20 12,30
8
18
280
340
24 16.50
8
22
295
340
24 16,20
12
22
295
250
375
22 18,50
12
18
335
395
26 24.10 12
22
350
405
28 25,10
12
25
355
300
440
22 25,50
12
22
395
445
26 30.80 12
22
400
460
28 35,20
12
25
410
350
490
22 31,80
12
22
445
505
26 39.60 16
22
460
520
30 48,20
16
25
470
400
540
22 38,50
16
22
495
565
26 49.60 16
25
515
580
32 63,50
16
30
525
450
595
22 47,00
16
22
550
615
26 58.60 20
25
565
640
32 77,20
20
30
585
500
645
24 60,40
20
22
600
670
28 75.30 20
25
620
715
34 102,0
20
33
650
PN 6 (UNI 6091)
PN 10 (UNI 6092)
PN 16 (UNI 6093)
TUBAZIONI
Legenda:
DN: Diametro Nominale
D: Diametro esterno flangia
t: Spessore flangia
W: Peso flangia
N: Numero di fori
Ø: Diametro foro
a: Asse del foro
74
www.pnr.it
CTG SH06 IT
TUBAZIONI Dimensioni flange cieche a norma ANSI
DN
ANSI 150 lb
Flangia
D
t
W
Fori
N
Ø
a
ANSI 300 lb
Dimensioni
Fori
D
t
W
N
Ø
ANSI 400 lb
Dimensioni
Fori
a
D
t
W
N
Ø
a
1/2’’
88,9 11,1
0,8
4
15,9
60,3
95,2 14,3
1,0
4
15,9
66,7
95,2 14,3
1,0
4
15,9
66,7
3/4’’
98,4 12,7
0,9
6
15,9
69,8
117,5 15,9
1,4
4
19,0
82,5
117,5 15,9
1,4
4
19,0
82,5
1’’
107,9 14,3
1,0
4
15,9
79,4
123,8 17,5
1,8
4
19,0
88,9
123,8 17,5
1,8
4
19,0
88,9
11/4’’ 117,5 15,9
1,3
4
15,9
88,9
133,3 19,0
2,7
4
19,0
98,4
133,3 20,6
2,7
4
19,0
98,4
11/2’’ 127,0 17,5
1,4
4
15,9
98,4
155,6 20,6
3,2
4
22,0 114,3
155,6 22,2
3,6
4
22,2 114,3
2’’
152,4 19,0
1,8
4
19,0 120,6
165,1 22,2
3,6
8
19,0 127,0
165,1 25,4
4,5
8
19,0 127,0
21/2’’ 177,8 22,2
3,2
4
19,0 139,7
190,5 25,4
5,4
8
22,2 149,2
190,S 28,6
6,8
8
22,2 149,2
3’’
190,5 23,8
4,1
4
19,0 152,4
209,5 28,6
7,3
8
22,2 168,3
209,S 31,7
9,1
8
22,2 168,3
31/2’’ 215,9 23,8
5,9
8
19,0 177,8
228,6 30,2
9,5
8
22,2 184,1
228,6 34,9 13,2
8
25,4 184,1
4’’
228.6 23,8
7,7
8
19,0 190,5
254,0 31,7 12,2
8
22,2 200,0
254,0 34,9 15,0
8
25,4 200,0
5’’
254.0 23,8
9,1
8
22,2 215,9
279,4 34,9 15,9
8
22,2 234,9
279,4 38,1 20,0
8
25,4 234,9
6’’
279,4 25,4
11,8
8
22,2 241,3
317,5 36,5 22,7 12
22,2 269,9
317,5 41,3 27,7
12
25,4 269,9
8’’
342,9 28,6
20,4
8
22,2 298,4
381,0 41,3 37,0 12
25,4 330,2
381,0 47,6 45,0
12
28,6 330,2
10’’ 406,4 30,2
31,8 12
25,4 361,9
444,5 47,6 58,0 16
28,6 387,3
444,5 54,0 70,0
16
31,7 387,3
12’’ 482,6 31,7
50,0 12
25,4 431,8
520,7 50,8 84,0 16
31,7 450,8
520,7 57,1
103
16
34,9 450,8
14’’ 533,4 34,9
60,0 12
28,6 476,2
584,2 54,0 107,0 20
31,7 514,3
584,2 60,3
141
20
34,9 514,3
16’’ 596,9 36,5
77,0 16
28,6 539,7
647,7 57,1 139,0 20
34,9 571,5
647,7 63,5
181
20
38,1 571,5
18’’ 635,0 39,7
95,0 16
31,7 577,8
711,2 60,3 390,0 24
34,9 628,6
711,2 66,7
228
24
38,1 628,6
20’’ 698,5 42,9 123,0 20
31,7 635,0
774,7 63,5 223,0 24
34,9 685,8
774,7 69,8
282
24
41,3 685,8
22’’ 749,3 46,0 151,0 20
34,9 692,1
838,2 66,7 270,0 24
41,3 742,9
838,2 73,0
311
24
44,4 742,9
CTG SH06 IT
TUBAZIONI
Legenda:
DN: Diametro Nominale
D: Diametro esterno flangia
t: Spessore flangia
W: Peso flangia
N: Numero di fori
Ø: Diametro foro
a: Asse del foro
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75
TUBAZIONI Tabella di conversione dimensioni setaccio
I setacci vengono usati sia per determinare la distribuzione delle dimensioni delle particole di un materiale granulare sia per filtrare particelle solide presenti in un liquido. Di solito
il setaccio viene prodotto con un tessuto le cui dimensioni caratteristiche sono:
L è la Larghezza dell’Apertura (passaggio libero)
D è il Diametro del filo metallico
P è il Passo del filo metallico
S è lo Spessore del tessuto
Per classificare le dimensioni delle particole, ci sono alcune Serie di Setacci creati in conformità con gli standard specifici; i più conosciuti sono: Le Serie Setacci Sieve, le Serie
Setacci US, le Serie Setacci UK,…
La dimensione Tyler di mesh indica esattamente il numero di aperture per pollice lineare
di mesh (maglie).
L
[µm]
Setaccio TYLER
[Numero Mesh]
5
Setaccio ASTM E11
[Numero Mesh]
Setaccio BS 410
[Numero Mesh]
Setaccio DIN 4188
[mm]
2500
2500
0.005
10
1250
1250
0.010
15
800
800
0.015
20
625
625
0.020
635
22
25
0.022
500
500
500
28
32
0.028
n/a
450
440
36
38
400
400
400
325
325
350
270
270
300
250
230
240
75
200
200
200
80
0.040
50
53
0.056
71
PIPING
TUBAZIONI
0.063
0.071
0.080
90
170
170
100
106
150
140
112
125
115
120
120
0.125
140
0.140
150
100
100
100
0.160
160
76
0.045
0.050
56
63
0.032
0.036
40
45
0.025
170
0.090
0.100
150
0.112
180
80
80
85
0.180
200
0.200
Nello standard Tedesco (Norma DIN 4188) la Larghezza dell’Apertura (L) è data in millimetri.
www.pnr.it
CTG SH06 IT
TUBAZIONI Tabella di conversione dimensioni setaccio
L
[µm]
Filtro TYLER
[Numero Mesh]
Filtro ASTM E11
[Numero Mesh]
Filtro BS 410
[Numero Mesh]
212
65
70
72
250
60
60
60
48
50
52
42
45
44
35
40
36
32
35
30
28
30
25
280
0.280
315
355
0.315
400
425
0.450
560
600
0.630
24
25
22
800
850
20
20
18
0.900
16
18
16
1120
1180
14
16
14
1.250
12
14
12
1600
1700
10
12
10
9
10
8
8
8
7
7
7
6
6
6
5
5
5
4
4
4
3.5
1.800
2240
2360
2.500
3150
3350
3.550
4500
4750
4.000
4.500
5000
5.000
5600
3.5
3.5
3
6700
3
0.265 in
1
8000
2.5
5/16 in
n/a
Gli standard applicabili sono:
ISO 565 (1987)
DIN 4188 (1977)
2.800
3.150
3550
4000
2.000
2.240
2500
2800
1.400
1.600
1800
2000
1.000
1.120
1250
1400
0.710
0.800
900
1000
0.500
0.560
630
710
0.355
0.400
450
500
0.250
ISO 3310 (1999)
BS 410 (1986)
TUBAZIONI
300
Filtro DIN 4188
[MM]
ASTM E 11-70 (1995)
AFNOR NFX11-501 (1987)
Legenda: Q: Portata del flusso V = Velocità P = Calo di pressione
Calo pressione in bar per 100 metri di tubazione diritta (acqua a temperatura ambiente)
CTG SH06 IT
www.pnr.it
77
Notes
78
www.pnr.it
CTG SH06 IT
GAMMA PRODOTTI PNR
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