La traccia della esercitazione dice chiaramente di fare riferimento al disegno allegato. Nel disegno è specificata la potenza 1,5 kW ed il numero di giri 700 del motore (un 8 poli), anche se le annotazioni a penna elevano la potenza ed il numero di giri.
E' il classico agitatore per la dissoluzione di sostanze acide in acqua, per cui la densità del fluido sarà bassa, circa 1,1 - 1,2. Da qui la necessità di un albero resistente alla corrosione, AISI 304/316
Nello specifico il componente che viene chiamato "manicotto flangiato" dagli addetti ai lavori viene definito gergalmente "lanterna", in esso mancherebbe però un dispositivo di tenuta atto ad impedire la fuoriuscita di vapori corrosivi dal serbatoio.
La girante ad elica marina tripala è comunemente usata nel processo di diluizione perché a questo numero di giri genera un assorbimento di potenza inferiore alla basilare turbina a quattro pale a 45° con efficienza di miscelazione migliore.
Per quanto riguarda il motore fuori standard ci sono costruttori che forniscono motori con albero inox allungato tipo questo:
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Ed in effetti la quantità di 200 pezzi ne giustificherebbe l'adozione rispetto ad un motore standard che necessiterebbe comunque di un altro tipo di sopportazione che si discosterebbe dalla esercitazione.
Comunque mi pare che si stiano facendo i conti senza l'oste, cioè l'effettivo assorbimento di potenza della girante.
La potenza assorbita da un'elica rotante in un liquido si calcola con la formula:
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Se si volesse mantenere un margine prudenziale tra la potenza assorbita e la potenza motore, dato che il diametro girante vale alla potenza quinta basterebbe ridurre il diametro girante di qualche mm.
Dopo questo assunto si può continuare a calcolare le forze in gioco.
E'vero che le forze tangenziali applicate ad ogni pala dovrebbero in teoria equilibrarsi, ma nella pratica non è così; le forze idrodinamiche fluttuano in dipendenza di tanti fattori alterando l'equilibrio. Per esempio la sostanza acida potrebbe essere un solido polveroso in caduta dall'alto che investa lateralmente la girante, ( Es: soda caustica in granuli) per cui i costruttori di agitatori, in base alla loro esperienza ed al caso specifico, applicano un coefficiente prudenziale attribuendo ad una sola pala una forza tangenziale generante momenti flettenti rispetto al punto di vincolo.
Essendo l'albero lungo e snello altra verifica importante sarà quella della stabilità alla velocità critica flessionale.
