Trasduttore di pressione su serbatoio doppio comparto

Chryses

Utente poco attivo
Professione: Disegnatore meccanico
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Regione: Emilia-Romagna
Buonasera a tutti.

Sto progettando un serbatoio (vedi disegno semplificato in allegato) così composto:
  • 2 comparti comunicanti tramite un bypass esterno
  • Il comparto inferiore è dotato di uno sfiato per l'aria
  • Il fondo bombato che divide i 2 comparti è un po' più piccolo ed è saldato a un anello, saldato a sua volta, alle pareti cilindriche del serbatoio
  • Sul fondo del serbatoio, quindi nel comparto inferiore, viene installato un trasduttore di pressione a membrana
Ora la domanda è:
Sul trasduttore grava la pressione di tutto il liquido inserito nel serbatoio oppure solo quello del comparto inferiore?

Perchè c'è una piccola discussione in atto sulla distribuzione delle pressioni all'interno del serbatoio.
Io sostengo che il carico del liquido del comparto superiore venga scaricato sulle pareti del serbatoio tramite l'anello di sostengo, quindi la pressione del comparto inferiore è "indipendente" da quella del comparto superiore.

Come la vedete voi?
 

Allegati

exxon

Utente Junior
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Il fatto che il setto separatore sia più piccolo, più grande, bombato o meno, non cambia proprio nulla. Con questo presupposto, modificando il disegno per renderlo più schematico, la situazione si traduce come segue.

Cattura3.PNG

La pressione (relativa all'ambiente) misurata dal sensore è data dalla massa volumica del fluido moltiplicata per l'altezza piezometrica h.

Questo sempre che:
1. lo scompartimento superiore sia comunicante con l'esterno (altrimenti alla pressione precedente è necessario sommare la pressione (relativa) del gas che sovrasta il fluido).
2. Il pelo libero del fluido si trovi al di sopra del sifone esterno. Se si trova al di sotto, allora è necessario specificare un insieme di casi particolari.
 

cacciatorino

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Regione: Porto Recanati, ma con l'appennino nel cuore
Ora la domanda è:
Sul trasduttore grava la pressione di tutto il liquido inserito nel serbatoio oppure solo quello del comparto inferiore?
Se il setto divisore e' rigido, nel comparto inferiore vedi solo la pressione dovuta al livello di liquido in quel comparto.
 

exxon

Utente Junior
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Regione: veneto
Se il setto divisore e' rigido, nel comparto inferiore vedi solo la pressione dovuta al livello di liquido in quel comparto.
No, non è così: il sifone esterno equilibra le pressioni tra i due comparti. Se il pelo libero è al di sopra del sifone, tutta l'altezza piezometrica contribuisce alla pressione rilevata dal sensore.
 

cacciatorino

Moderatore SolidEdge
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No, non è così: il sifone esterno equilibra le pressioni tra i due comparti. Se il pelo libero è al di sopra del sifone, tutta l'altezza piezometrica contribuisce alla pressione rilevata dal sensore.
Hai ragione, mi era sfuggito il fatto del "by-pass esterno".
 

Chryses

Utente poco attivo
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Regione: Emilia-Romagna
Buongiorno!

Manca qualche dato, ma vedo che avete già le idee chiare, grazie!

Il comparto superiore è dotato di sfiato rompifiamma, quindi il serbatoio non va mai in sovrapressione.
Effettivamente rappresentato così più semplicemente mi risulta facile intuire che la pressione è data dall'altezza del liquido sovrastante, che è la somma dei 2 comparti.

Ma che succede se nel bypass esterno io inserisco una valvola?
Prendendo quindi in esempio lo schema di exxon e lasciando il livello del liquido esattamente dove è rappresentato, applicando il ragionamento del bilanciamento della pressione succede che
  1. Se la valvola è aperta il ragionamento è lo stesso, il livello del liquido che grava sul pressostato è quello indicato nello schema
  2. Ma se la valvola viene chiusa? la pressione cambia e esclude la zona sovrastante? Basta solo chiudere la valvola e cambia la pressione?
Questo mi mette qualche dubbio :)
 

exxon

Utente Junior
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A valvola aperta, il sensore di pressione vede due distinti peli liberi: quello all'interno del serbatoio superiore e quello all'interno del tubo di sfiato. Per la ben conosciuta regola dei vasi comunicanti, se da un qualsiasi punto in un fluido vedo due distinti peli liberi, questi devono coincidere (peli liberi, quindi con la stessa pressione ambiente sopra di essi...). Questo è il primo caso analizzato.

Se ora chiudo la valvola, il sensore vede il solo pelo libero all'interno dello sfiato, ma non più quello del serbatoio. Dato però che la chiusura della valvola non comporta spostamento di fluido, i due peli liberi continuano a coincidere e il sensore non modifica la propria lettura.

Quanto sopra è descritto dalle figure seguenti.

Cattura4.PNG

Se ora modifico la quantità di fluido in uno dei due comparti (a questo punto separati), il sensore continuerà a leggere la pressione determinata dal solo pelo libero "in vista", che risulta essere quello nel tubo di sfiato.

Nell'esempio della figura seguente, l'aggiunta di fluido nel comparto superiore non modifica il livello in quello inferiore e di conseguenza neppure la lettura del sensore.

Cattura5.PNG
 

antonio_sc

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Se il setto divisore e' rigido
Scusate se mi intrometto nella discussione ma ho una curiosità a tal proposito. Se cosi non fosse..e cioè se il divisore non fosse rigido? Una quota parte di carico andrebbe a gravare sul liquido disposto nel comparto inferiore dico bene?
 

bip

Utente Junior
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