Panoramica sull'installazione del pozzetto e della sonda a immersione - Nota applicativa


I pozzetti termici sono nascosti nelle tubazioni e sono raramente visibili. Le modalità di definizione delle dimensioni dei pozzetti e delle sonde a immersione che vi si inseriscono non sono facilmente intuibili. Questa nota applicativa spiega come vengono definite le dimensioni, come installare i pozzetti e le sonde a immersione e definisce il loro ambiente di applicazione.

Cosa sono i pozzetti termici?

I pozzetti termici sono tubi cavi chiusi a un'estremità e filettati all'altra. Vengono collocati in modo permanente in tubi, serbatoi o pozzetti in modo da potervi inserire sonde di misurazione della temperatura per misurare la temperatura del contenuto. La temperatura del contenuto viene trasferita attraverso la parete del pozzetto alla sonda di misurazione della temperatura. Il pozzetto impedisce la fuoriuscita del contenuto del tubo e trattiene la pressione dei tubi pressurizzati. I pozzetti sono venduti in base alla lunghezza di inserimento, ovvero la lunghezza del pozzetto all'interno del tubo. La Fig. 1 mostra un pozzetto da 4"; si noti che la dimensione di 4" è una lunghezza di inserimento approssimativa basata su un tubo da 80, diametro 8" (vedere Tabella 1 e Fig. 2).

Spiegazione dei pozzetti termici Fig1
Fig. 1: Pozzetto termometrico lavorato

Pozzetti termici Tabella 1

Come vengono installati i pozzetti termici e i raccordi a immersione.

Informazioni generali

Le sonde a immersione devono essere almeno due pollici più lunghe della lunghezza del gambo per poter passare attraverso tutti i raccordi all'estremità aperta del pozzetto. Le sonde a immersione sono dotate di un raccordo che si inserisce nella parte superiore del pozzetto. Il raccordo standard della BAPI per sonde a immersione trattiene la sonda con una stretta frizione. Le sonde a doppia filettatura sono progettate in modo tale da sprofondare nel pozzetto una volta serrate.

Estrarre la sonda dall'involucro fino a quando la svasatura all'estremità della sonda, da cui fuoriescono i fili del sensore, tocca il raccordo a immersione. Inserire la sonda nel pozzetto e spingere il raccordo a immersione verso il pozzetto fino a quando la filettatura del raccordo si innesta nel pozzetto. Avvitare il raccordo a immersione fino a stringerlo appena. La sonda si sposterà dalla superficie del raccordo a immersione all'interno dell'involucro. Spingere con cautela sull'aletta della sonda di temperatura per assicurarsi che l'estremità della sonda sia inserita nel pozzetto. L'attrito tra la sonda e il raccordo a immersione trattiene la sonda contro il fondo del pozzetto e garantisce un buon trasferimento della temperatura.

La Fig. 2 mostra un pozzetto da 4" e una sonda a immersione da 4" installati in un tubo da 10". In un tubo correttamente isolato con liquido o vapore, la temperatura è essenzialmente la stessa in tutta la sezione trasversale del tubo. Di solito i pozzetti sono dimensionati per estendersi fino al centro del tubo; tuttavia, se installati correttamente, pozzetti più corti forniscono letture di temperatura corrette. I pozzetti più corti sono utilizzati nelle tubazioni con velocità di flusso elevate, vedere la Tabella 3.

In pratica, viene praticato un foro da 0,75" nel tubo in cui è necessario il pozzetto. Sul foro viene saldato un raccordo, chiamato "threadolet". Sulle filettature esterne del pozzetto viene applicato un sigillante per filettature, come il nastro di Teflon o la sostanza per tubi. Il pozzetto viene inserito nella filettatura e serrato. Poiché lo spessore della parete del tubo comunemente utilizzato per le tubature HVAC è di 0,5", il pozzetto si inserisce nel tubo per quattro pollici. La distanza di 4 pollici indicata da un pozzetto da 4 pollici è la distanza dalla superficie interna del tubo all'estremità del pozzetto.

Tubi di diametro pari o superiore a tre pollici

La Figura 2 mostra un pozzetto da quattro pollici e una sonda a immersione da quattro pollici installati in un tubo da otto pollici. In un tubo correttamente isolato con liquido o vapore, la temperatura è essenzialmente la stessa in tutta la sezione trasversale del tubo. Di solito i pozzetti sono dimensionati per estendersi fino al centro del tubo; tuttavia, se installati correttamente, pozzetti più corti forniscono letture di temperatura corrette. I pozzetti più corti sono utilizzati nelle tubazioni con velocità di flusso elevate, vedere la Tabella 3.

In pratica, viene praticato un foro di ¾ di pollice nel tubo in cui è necessario il pozzetto. Un raccordo, chiamato filettatura, viene saldato sul foro. Sulle filettature esterne del pozzetto viene applicato un sigillante per filettature, come il nastro di Teflon o la sostanza per tubi. Il pozzetto viene inserito nella filettatura e serrato.

Poiché lo spessore della parete del tubo comunemente utilizzato per l'impianto idraulico HVAC è di ½ pollice, il pozzetto si inserisce nel tubo per quattro pollici. La distanza di quattro pollici indicata da un pozzetto da quattro pollici è la distanza dalla superficie interna del tubo all'estremità del pozzetto.

Spiegazione dei pozzetti termici Fig2
Fig. 2: Pozzetto termometrico da 4" in un tubo da 8" Schedule 80 Pozzetto termico in un tubo da 8" Schedule 80

Tubi di diametro inferiore a tre pollici
La figura 3 mostra come un tee per tubi possa essere utilizzato in un'applicazione a gomito. Un tee da 2" e una boccola da 0,5" a 2" consentono a un pozzetto da 4" di misurare la temperatura del contenuto di un tubo dell'acqua da 2". Con questo metodo è possibile misurare la temperatura di tubi di dimensioni fino a 1,25". Nei tubi piccoli, il diametro del pozzetto può diventare un'ostruzione significativa, quindi è necessario verificare la corretta portata.

Spiegazione dei pozzetti termici Fig3
Fig. 3: Pozzetto da 4 pollici in un tubo dell'acqua da 2 pollici in una configurazione a gomito

 

In alternativa, la Fig. 4 mostra come un raccordo a T da 2" e una boccola da 0,5" a 2" consentano a un pozzetto da 2" di misurare la temperatura del contenuto di un tubo dell'acqua da 2". Assicurarsi di utilizzare un sigillante per filettature sulle filettature esterne del pozzetto.

Spiegazione dei pozzetti termici Fig4
Fig. 4: Pozzetto da 2 pollici in un tubo dell'acqua da 2 pollici in una configurazione a T

Tipi di pozzetti termici

BAPI vende pozzetti in ottone lavorato, acciaio inox lavorato e acciaio inox saldato in due parti.
I pozzetti in acciaio inox saldati in due parti non sono resistenti come le loro controparti lavorate. Vedere le voci relative all'acciaio inox saldato (S.S.) nelle tabelle seguenti. Inoltre, i pozzetti in acciaio inox saldati non dovrebbero essere utilizzati in presenza di flusso turbolento; idealmente dovrebbero trovarsi a tre-cinque diametri di tubo da gomiti o transizioni.

Spiegazione dei pozzetti termici Tabelle 2 e 3
I valori indicati nella Tabella 3 si basano su temperature di esercizio di 350°F per l'ottone e di 1.000°F per l'acciaio inossidabile (S.S.). Velocità leggermente superiori sono possibili a temperature inferiori.

Scuotere, agitare e rotolare

Le tabelle 2 e 3 sono state sviluppate per garantire che non si verifichino guasti al pozzetto a causa delle sollecitazioni dell'applicazione. I cedimenti dei pozzetti, nella maggior parte dei casi, non sono dovuti agli effetti della pressione o della temperatura sul pozzetto. I calcoli necessari per garantire una resistenza adeguata, in determinate condizioni, sono abbastanza noti da consentire una scelta corretta dello spessore della parete e del materiale. I valori indicati nella Tabella 1 sono conservativi e sono intesi principalmente come guida.

Spiegazione dei pozzetti termici Fig5
Fig. 5: Sentiero di Von Karman

Meno noti, e più pericolosi, sono gli effetti delle vibrazioni a cui sono soggetti i pozzetti. Il fluido che scorre accanto al pozzetto forma una scia turbolenta (chiamata scia di Von Karman) che ha una frequenza definita, basata sul diametro del pozzetto e sulla velocità del fluido. È importante che il pozzetto abbia una rigidità sufficiente affinché la frequenza della scia non sia mai uguale alla frequenza di risonanza (naturale) del pozzetto stesso. Se la frequenza di risonanza del pozzetto coincidesse con la frequenza di scia, il pozzetto vibrerebbe fino a distruggersi e a rompersi nella tubazione.

Le tracce di Von Karman si formano quando il fluido scorre intorno al pozzetto. Prima il fluido gira in senso orario e poi in senso antiorario. I vortici formano regioni a bassa pressione dietro il pozzetto e la pressione totale del fluido spinge il pozzetto avanti e indietro. I pozzetti sono sicuri anche se la frequenza di risonanza è molto inferiore alla frequenza di scia o se la velocità del fluido fluttua costantemente attraverso il punto di velocità critico.

La figura 5 è un'immagine scattata dal satellite Multi-angle Imaging SpectroRadiometer della NASA il 6 giugno 2001. Un sentiero di Von Karman si estende per oltre 300 km a sud dell'isola di Jan Mayen (il nord è a sinistra nella Fig. 5). Jan Mayen è un'isola isolata della Norvegia, situata a circa 650 km a nord-est dell'Islanda nell'Oceano Atlantico settentrionale. Il vulcano Beerenberg di Jan Mayen si erge a circa 2,2 km sopra la superficie dell'oceano, costituendo un ostacolo significativo al flusso del vento.

Ogni volta che si genera un vortice, si sviluppa una regione di bassa pressione sui due lati del vulcano. Il vulcano viene spinto leggermente avanti e indietro ad ogni vortice. Vortici simili sono generati da fluidi che scorrono in un tubo con un pozzetto termometrico. Il pozzetto vibra come un diapason e, a una frequenza critica, si rompe nel tubo. L'utilizzo delle raccomandazioni riportate nelle Tabelle 2 e 3 aiuta a garantire che non si verifichino problemi di questo tipo per tutta la durata del sistema.

In caso di domande, si prega di chiamare il proprio rappresentante BAPI.


Versione pdf stampabile di questa nota di applicazione