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488 12 Misura e controllo nei processi chimici In ogni caso è necessario tarare gli strumenti al variare delle condizioni di utilizzo. Ipotizzando di utilizzare un segnale 4 20 mA, si regola in modo che a livello zero il segnale sia di 4 mA e a fondo scala di 20 mA. esempio 12.13 Una caldaia a vapore opera a 5 bar assoluti. Il livello dell acqua è monitorato con una cella a pressione differenziale operante con la tecnica del braccio allagato, collegato all attacco a bassa pressione della cella. Il battente del braccio allagato è mantenuto a 6m e la densità dell acqua nelle condizioni di esercizio è di 915,3 kg/m3. Calcolare il DP della cella quando l acqua è al livello dell attacco ad alta pressione e quando è 4 m sopra. Tenendo conto che l accelerazione di gravità vale 9,81 m/s2, il peso specifico dell acqua è: = g = 915,3 kg/m3 9,81 m/s2 = 8979 N/m3 Facendo riferimento a Fig. 12.75 b, quando h = 0, sull attacco ad alta pressione agisce solo la pressione del vapore, mentre, su quello a bassa pressione, la pressione del vapore più la pressione idrostatica del braccio allagato, quindi il DP vale: DP = Pvap (Pvap + x ) = x = 6 m 8979 N/m3 = 53874 N/m2 53,9 kPa Quando il livello dell acqua è di 4 m, si ha: DP = (Pvap + h ) (Pvap + x ) = (h x) = 2 m 8979 N/m3 = 17958 N/m2 18,0 kPa Come si visto, il DP resta negativo e diminuisce in valore assoluto man mano che il livello sale. Nella taratura dello strumento bisogna impostare uno scostamento (bias) di 53,9 kPa, eventualmente corretto per il livello dell acqua presente sotto l attacco del sensore. Sistemi a gorgogliamento Per ambienti corrosivi o in presenza di solidi sospesi che potrebbero sporcare e danneggiare i sensori, si ricorre al sistema a gorgogliamento. Si utilizza un tubicino che arriva sul fondo dell apparecchiatura e lo si alimenta con aria o con gas inerte, p.e. azoto, se necessario, ad una pressione sufficiente a farlo gorgogliare lentamente. Il gas per uscire dal tubicino deve vincere la pressione idrostatica esercitata dal liquido. Poiché il gas è alimentato a bassa portata, tipicamente 500 mL/min, le perdite di carico sono trascurabili e la pressione effettiva del gas nel tubicino corrisponde a quella esercitata dal battente di liquido e varia al variare del livello (v. Fig. 12.76). PCV Pamb BS Fig. 12.76 Misura di livello a pressione idrostatica a gorgogliamento: BS, aria strumenti; PCV, riduttore di pressione; FI, rotametro con valvola di regolazione manuale; LT, trasmettitore di livello; h, livello misurato. FI A LT B Pamb h Per regolare la portata del gas di misura si usa un riduttore di pressione accoppiato a un rotametro sì da garantire una sufficiente pressione per vincere il battente idrostatico anche quando il livello è alto e una portata costante anche quando la contropressione del liquido, a livelli bassi, è minima. I gorgogliatori sono tipicamente utilizzati in apparecchiature a pressione ambiente, soprattutto aperte, comunque è possibile l impiego anche in apparecchiature in 12a CAPITOLO_421-496.indd 488 27/04/12 12.06

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