Dimensionamento delle valvole di sicurezza in bifase: confronto tra tre diversi metodi

Il corretto dimensionamento delle valvole di sicurezza è un’esigenza essenziale per la protezione negli impianti industriali: esso però risulta molto difficoltoso in presenza di un fluido in bifase o prossimo alla saturazione, a causa dei complessi fenomeni termofluidodinamici che avvengono tra le due fasi, poiché l’effetto combinato delle condizioni iniziali del fluido e della tipologia della valvola condiziona la fenomenologia dell’efflusso e l’eventuale raggiungimento dell’equilibrio termodinamico. I metodi di calcolo attualmente disponibili, tutti espressi in funzione delle condizioni del fluido in ingresso (pressione, temperatura e/o titolo) e della pressione di uscita, sono basati su diverse ipotesi di partenza, che ne limitano l’utilizzo nel caso in cui queste non siano verificate: di conseguenza modelli validi in certe situazioni possono fornire risultati non corretti in altre. In questo articolo verranno valutate le previsioni di tre modelli omogenei sulla portata effluente attraverso una valvola commerciale con orifizio di diametro=10mm: il primo è un modello di equilibrio tratto dai lavori di Leung (già allo studio dell’ISO come riferimento normativo), il secondo, sviluppato da Henry-Fauske, assume come riferimento iniziale l’ipotesi di non equilibrio ed infine il terzo, denominato dagli autori HNE-DS, partendo da un’ipotetica situazione di equilibrio effettua delle correzioni per tener conto del ritardo nella nucleazione delle bolle