Esempio di calcolo per il dimensionamento.


Impianti di Sollevamento.

I sollevamenti sono costituiti da:

  • Una vasca d’accumulo dell’acqua in arrivo (pozzo-pompe), di volume sufficiente a consentire il corretto funzionamento della stazione.

    Il suo dimensionamento nasce dal compromesso di inserire le pompe (idonee al rilancio) e di non superare un numero elevato di avviamenti (non maggiore di 10) delle pompe in 1 ora (volumi elevati) e di non far sostare il liquame troppo a lungo nella stazione per evitare fenomeni ossidativi (volumi ridotti):
    da tale vasca parte la tubazione di scarico che ha la funzione di sfiorare la portata che eccede quella sollevata.

  • Un gruppo di elettropompe sommergibili variabile da 2 a 4 tra i vari sollevamenti.
    La prevalenza delle pompe è data dalla somma del dislivello geodetico tra la sezione di aspirazione delle pompe e la quota di recapito delle condotte e delle perdite di carico concentrate delle curve.
    Ciascuna delle quali corredata di asta di manovra necessaria per lo smontaggio e conseguente rimozione, e/o per operazioni di manutenzione ordinaria.
  • Un pozzetto più piccolo (camera di manovra), adiacente al pozzo-pompe, in cui sono alloggiate le tubazioni di mandata delle pompe e dal quale parte la tubazione premente dell’impianto.
    In questo pozzetto sono installate anche le valvole di intercettazione idraulica (valvole di ritegno e saracinesche).
  • Un quadro elettrico di gestione della stazione di sollevamento, che prevede il ricorso a misuratori di livello a variazione di assetto, che gestiscono le operazioni di attacco e stacco delle pompe a livelli prefissati nella vasca.

Per semplificare la futura gestione degli Impianti di Sollevamento e più in generale della rete fognaria di progetto, gli Impianti di Sollevamento possono essere dotati di telecontrollo facente capo ad un’unica stazione da posizionarsi altrove, su richiesta dell’amministrazione o dall’ente gestore.

Gazebo S.p.A., di seguito propone un esempio di calcolo e dimensionamento di Sollevamento Acque Nere (reflui civili).

1. STAZIONE DI SOLLEVAMENTO
L’impianto di sollevamento per acque nere per ragioni legate all’economicità e alla sicurezza di funzionamento è stato articolato su n° 3 pompe da 29 l/s e prevalenza di 42,1 m.

La potenzialità ed il numero delle pompe è stato prescelto per garantire il rilancio delle acque fino alla concorrenza delle portate di piena, valutate sulla base dei criteri di calcolo in uso presso l’Ufficio Idraulico Comunale della località di installazione, costituendo anche una idonea riserva in caso di avaria di una delle pompe.

La camera di sollevamento ha dimensioni complessive interne di circa 2 x 5 m e un’altezza utile di 4,38 m.

L’impianto è stato posizionato considerando la quota di scorrimento della condotta ф 400 in gres in arrivo
pari a 19,92 m e la quota stradale di progetto pari a 24,96 m.

2. PORTATE NERE
Nei seguenti punti sono analizzati i parametri posti a base del calcolo di dimensionamento:

Il numero di Abitanti Equivalenti è stato desunto per il piano di zona dalle cubature abitative assentite. Abitanti Equivalenti gravanti sull’Impianto di Sollevamento.
Totale Abitanti Equivalenti = 4848 (R) + 283 (NR) + 614 (SER.P.) = 5745 A.E.

La dotazione idrica è di 300 l/ab gg, pertanto si è deciso di assumere quest’ultimo dato come quello di progetto in previsione del repentino sviluppo che l’area nel suo complesso sta realizzando e che nelle sue potenzialità può sviluppare nei prossimi anni.

Si è inoltre prescelto di considerare le perdite della rete idrica per consumi ed usi impropri dell’acqua potabile computabile attraverso l’adozione di un coefficiente di dispersione pari al 20%.

Dalle ipotesi sopra riportate risulta una portata media annua di

Dove:
Q0= l/s portata media annua nera
P= numero Abitanti Equivalenti
d= dotazione idrica media annua l/(ab x g)
e= coefficiente di dispersione

Sommando le portate nere delle varie utenze allo scarico:
Vasca 1 A portata nere equalizzata 2,290 l/s
Vasca 1 B portata nere equalizzata 0,345 l/s
Vasca 2 portata nere equalizzata 0,800 l/s
Sommando le portate dell’Impianto di Sollevamento esistente
Portata massima nere di: 7,0 l/s
Si ottiene la Portata media totale di: 26,40 l/s
Si trasformano in Abitanti Equivalenti pari a 8266 di cui 2520 dell’impianto esistente.

Coefficiente di punta

La fluttuazione giornaliera e annua dipende dai consumi idrici variabili nel tempo.
Per una corretta valutazione del coefficiente di punta si fa riferimento alle formule proposte in vario tempo da numerosi studiosi quali:
1) Gifft (1945) Cp = 5/p (^1/6)
2) Barman (1918) Cp = 1+ 14/(4+ p (^1/6))
3) Babbit (1958) Cp = 5/p(^1/6)

Ove p è il numero di Abitanti Equivalenti espresso in migliaia.

Si è quindi prescelto il valore di 2 che se pure di valore minore a quelli calcolati di più si accosta ai parametri sperimentali misurati nella realtà italiana ed in particolare in quella della località di installazione.

Coefficiente di portata minima

Si è adottata la formula Cm = 0.2p (^-1/5)= 0.131

Dove p è il numero di Abitanti Equivalenti espresso in migliaia, nel nostro caso pari a 8,26.

Coefficiente di punta portata giornaliera.
Nella mancanza di dati e sperimentazione è stato adottato il coefficiente in uso presso il comune del luogo di installazione pari a 1.8.

Conseguentemente per il dimensionamento delle pompe sono stati adottati per i seguenti valori delle portate:
Portata media annua Q0 = 26,40 l/s
Portata minima Qm = 0,131 x 26,40 l/s = 3,46 l/s
Portata di punta Qp = (2 x 15,96) + (2.29+0.345+0.800+7.00) l/s = 42,40 l/s
Portata massima giornaliera Qmax = (3 x 15,96) + (2.29+0.345+0.800+7.00l/s = 58,315 l/s

Si sono prescelte n. 3 pompe da 29 l/s con funzionamento in parallelo, comandate a rotazione e a
livello con motori di 22 kW ciascuna. Prevalenza 42.1 metri.

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