Conclusioni
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Conclusioni
L'obbiettivo di questa tesi consisteva nel trovare un modo per caratterizzare sperimentalmente la matrice di trasferimento dinamico di una pompa cavitante.
Si era ipotizzato di poter definire gli elementi della matrice di trasferimento di un induttore conoscendone le oscillazioni di pressione e portata a monte ed a valle; questo risulta possibile da un punto di vista analitico qualora si abbiano due rilevazioni delle oscillazioni i cui valori siano sufficientemente diversi tra loro. Si è quindi deciso di costruire un modello analitico, nel quali si impiega una matrice di trasferimento nota per determinare le oscillazioni utili e con queste "tornare indietro" per calcolare gli elementi della matrice della pompa.
Impiegando le conoscenze che si hanno sinora a proposito delle matrici di trasferimento è stato possibile generare un modello che simula la risposta dinamica dell'impianto idraulico ad una perturbazione imposta avendo preso come pompa di riferimento l'induttore MK1, descritto nel capitolo 1.
Sono stati presi in considerazione diversi modi per generare la perturbazione voluta sul circuito. Nel capitolo 2 si è dimostrato che la collocazione del dispositivo che genera le fluttuazioni deve essere all'altezza del serbatoio per ottenere dei valori utili delle oscillazioni ed il metodo più efficace per generarle risulta essere lo scuotimento verticale dell'intero serbatoio che comporta quindi un'oscillazione del livello del fluido al suo interno.
Una volta imposta la perturbazione nel modello analitico che rappresenta il circuito idraulico si sono rilevate le oscillazioni di pressione e portata per diverse condizioni di funzionamento dell'induttore e indagando come ottenere diversi valori delle oscillazioni in prossimità della pompa si sono valutati gli effetti di eventuali modifiche alla struttura dell'impianto idraulico. La variazione della caduta di pressione sui condotti è risultata essere la più conveniente per ottenere valori diversi e sperimentalmente misurabili delle oscillazioni di pressione e portata a monte ed a valle dell'induttore. Dai diversi casi esaminati risulta sconveniente impiegare per la portata il valore nominale previsto per l'induttore in quanto questa limita le possibili modifiche applicabili all'impianto idraulico ed in certi casi genera delle oscillazioni eccessive.
Analisi della caratterizzazione di turbopompe cavitanti
I valori delle oscillazioni risultati dalle varie simulazioni sono stati modificati imponendovi un certo errore per simulare i risultati ottenibili da una sperimentazione e con questi si è risolto il sistema per la caratterizzazione della matrice di trasferimento della pompa.
La matrice calcolata è stata confrontata con quella che si era impiegata inizialmente nella rappresentazione del circuito idraulico e che quindi aveva fornito i primi valori delle oscillazioni: spesso il risultato corrisponde a meno di un errore pari a 1% circa. Si è quindi concluso che il modello per la definizione della matrice di trasferimento dell'induttore è efficace e che l'errore nella sua valutazione tramite dati sperimentali è contenuto; un'ulteriore conferma di questa tesi potrà essere fornita solo tramite una prova diretta di quanto è stato simulato. Le valutazioni in proposito alla realizzabilità fisica delle simulazioni effettuate in questa tesi saranno utili al disegno di tale esperimento.
È importante osservare che la rappresentazione analitica del circuito idraulico impiegata nella dimostrazione della tesi ha potuto predire l'andamento delle oscillazioni che possono determinare l'instabilità del sistema; un'accurata caratterizzazione della matrice di trasferimento delle pompe permetterà di risalire alla relazione che intercorre tra i suoi elementi ed i fenomeni dinamici nel flusso, per cui saranno note a priori le condizioni per cui si manifesta instabilità; allora sarà possibile progettare pompe che in base alle loro condizioni di funzionamento raggiungano le massime prestazioni senza mai incorrere in instabilità pericolose.
I programmi Matlab con i quali si sono svolte le varie analisi e simulazioni sono riportati in appendice.
