Prove sperimentali e prototipi su VRDXL

Anche in questo caso, le prove sono state effettuate nel laboratorio umidificazione di Carel, con qualche raro caso di prova svolta all’esterno (nei mesi invernali) per testare le condizioni di funzionamento della testata a basse temperature in un eventuale capannone non riscaldato. Le prove sono avvenute con gli stessi criteri di valutazione descritti al paragrafo 4.2. Inizialmente, per testare il funzionamento modulare, sono stati effettuati dei test installando due testate VSDU0A affiancate. È stato impiegato un umidificatore humiSteam da 45 kg/h di portata (massimo valore supportato dalle specifiche del modello VRDXL), con un tubo di trasporto vapore che si divideva arrivando alle due testate grazie a un raccordo a Y (Figura 4.17).

85 Le prove con questa configurazione hanno però evidenziato alcune criticità: andando a modificare in maniera anche minima le condizioni di installazione (lunghezza dei tubi, inclinazione, posizione del raccordo a Y) si ottenevano risultati molto diversi. Ad esempio, in certe prove la portata di vapore non veniva distribuita equamente tra le due testate, fino a far sembrare il condotto di una delle due quasi ostruito.

Visto che non tutta la condensa in questi dispositivi finisce attraverso il condotto di scarico, ma inevitabilmente una parte ricade nuovamente nel condotto di ingresso, è possibile che nei tratti ascendenti si formino dei ristagni in corrispondenza dei raccordi che vanno a influire sul flusso di vapore. Con queste modalità, è anche possibile che l’installatore sia costretto a imprimere delle curvature consistenti al tubo in elastomero, con dei cambi di inclinazione che possono dare luogo a infossamenti (Figura 4.18). All’interno del tubo possono formarsi degli incavi in cui tende a ristagnare l’acqua condensata causando un restringimento della sezione di passaggio, e se la velocità del vapore è inferiore a quella di trascinamento della condensa (ad esempio avendo carichi parziali) si può arrivare all’ostruzione totale.

Figura 4.18 – Sacche di condensa nei tubi di trasporto del vapore (Lazzarin, Nalini, 2004)

Questa configurazione appena vista pertanto non è risultata affidabile e sicura, e ci si è concentrati sulle prove con un distributore unico di dimensioni maggiori. Si tratta comunque di un trafilato che viene tagliato a misura per la VSDU0A da un fornitore, e

Figura 4.17 – Umidificatore UE45 collegato a due testate VSDU0A per simulare il comportamento di un modello VRDXL

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poi forato nei punti opportuni. L’investimento per ottenere un componente simile sarebbe dunque pressoché nullo, e non ha richiesto troppo tempo ottenere dei prototipi di questo tipo (Figura 4.19). Le prove sono sempre avvenute in condizioni critiche a pieno regime, ovvero utilizzando un umidificatore da 45 kg/h alla massima potenza.

Figura 4.19 – Esempio di prototipo con distributore trafilato lungo 580 mm

4.4.1 Soluzioni validate per VRDXL

Le soluzioni validate sono descritte nella tabella 4.6. Si può notare come fosse stato utilizzato un doppio ingresso separato con un raccordo a Y posto più in basso, in modo da introdurre una perdita di carico più a monte e sfruttando la perdita distribuita su due tubi separati, in modo da non far arrivare con eccessiva velocità il vapore all’ingresso del distributore. Tuttavia, in un momento successivo, sono giunte delle nuove richieste dal CST per cercare di avere un ingresso con un unico tubo di vapore e un raccordo a Y posto all’ingresso del distributore, e su questo, alla data di fine del tirocinio, si stanno effettuando nuove prove.

Tabella 4.6 – Configurazioni valide dopo le prove sperimentali per VRDXL

Config. VRDXL Modalità ingresso vapore Inclinazione distributore Lunghezza trafilato Setto interno Condotto ingresso vapore con taglio angolato

1 Doppio tubo Assente 580 mm Assente Assente

2 Doppio tubo ^{Verso l'alto}

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4.5 Intersezione delle soluzioni

Dopo aver trovato soluzioni valide per entrambi i modelli, si è arrivati al punto di scegliere una configurazione che fosse coerente per entrambi i tipi di distributore. Pertanto è chiaro che con una modifica alla trafila per ottenere il setto interno non sarebbe più possibile ottenere poi anche un trafilato senza quella caratteristica. Si sono scelte dunque le configurazioni evidenziate in verde nella tabella 4.7.

Tabella 4.7 – Confronto delle soluzioni ottenute e intersezione per ottenere la geometria definitiva del distributore

Config.

VSDU0A ^{Posiz. Ingresso vapore}

Inclinazione distributore

Condotto ingresso vapore con taglio

angolato

Setto interno

1 In asse con foro cielo Assente Assente 10 mm

2 Con raccordo a S in avanti Assente Verso destra 10 mm

3 Con raccordo a S in avanti Assente Verso destra 12 mm

4 Con raccordo a S in avanti Verso l'alto (4°) Assente Assente

5 In asse con foro cielo Verso l'alto (4°) Assente Assente

L’intersezione ha dato quindi origine a un distributore dalla stessa geometria, tagliato a misure diverse per i due modelli, ma con gli stessi tappi in acciaio (con inclinazione di 4° per il distributore), le stesse guarnizioni e coibentanti. Nella scelta finale per la soluzione più efficace e conveniente, il setto interno non è stato più ritenuto necessario.

I numerosi set (o combinazioni) di partenza sono stati quindi mano a mano ridotti, fino ad arrivare alle soluzioni valide per entrambi i modelli e a cercare tra queste quella più efficace e compatibile per entrambe le versioni (Figura 4.20).

Il processo, nonostante una fase di prove e prototipi piuttosto lunga, ha portato a una migliore comprensione dei fattori che andavano a influenzare il comportamento della testata. Config. VRDXL Modalità ingresso vapore Inclinazione distributore Lunghezza trafilato Condotto ingresso vapore con taglio

angolato

Setto interno

1 Doppio tubo Assente 580 mm Assente Assente

2 Doppio tubo ^{Verso l'alto}

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Figura 4.20 – Riduzione del numero di combinazioni dopo i vari passaggi

Gli altri componenti, come il carter esterno, il sistema di fissaggio e la parte elettrica saranno descritti nei paragrafi seguenti.