Progetto costruttivo definitivo di un impianto di prova in similitudine di turbopompe cavitanti

Lo sviluppo di un impianto di prova versatile, adatto alla misurazione delle forze rotodinamiche esercitate dal fluido di lavoro su diversi modelli di turbopompe, è un obiettivo di primaria importanza per il miglioramento delle tecnologie di realizzazione di questo tipo di macchine. A tale scopo, Centrospazio ha proposto la costruzione di un circuito di prova per modelli scalati di turbopompe, designato con la sigla CPRTF (Cavitating Pump Rotordynamic Test Facility). La CPRTF sarà un impianto versatile, con costi di realizzazione e mantenimento relativamente contenuti, che permetterà di svolgere prove su diversi tipi di turbopompe anche in presenza di cavitazione. Il circuito consentirà di effettuare gli esperimenti in condizioni di similitudine fluidodinamica, geometrica e termica, usando esclusivamente acqua come fluido di lavoro. Allo stato attuale delle cose, la CPRTF sarà il primo impianto con queste potenzialità in Europa, e rappresenterà perciò un elemento particolarmente innovativo nel contesto industriale italiano ed europeo.
Il presente lavoro di tesi si è posto lo scopo di revisionare e modificare il progetto preliminare della CPRTF, risalente all’anno 1995/96, in vista della realizzazione dell’impianto, prevista per la seconda metà dell’anno 2000. Le modifiche apportate al progetto preliminare hanno consentito di estendere notevolmente le potenzialità dell’impianto, variandone opportunamente l’inviluppo operativo, e di abbattere in maniera significativa i costi previsti per la sua realizzazione; inoltre il progetto è stato ampiamente semplificato, eliminando gli elementi che si sono rivelati superflui e modificando quelli per cui si prevedeva di avere un montaggio particolarmente difficoltoso.
Nella prima parte di questa tesi vengono richiamati i fondamenti teorici che sono alla base dello studio delle instabilità rotodinamiche e della cavitazione; in seguito sono descritte le specifiche di funzionamento e le caratteristiche principali dell’impianto. Viene infine illustrato il progetto definitivo della configurazione base del circuito, denominata CPTF, con la quale sarà possibile caratterizzare le prestazioni delle turbomacchine (anche in regime cavitante), ma non i fenomeni rotodinamici; sono comunque forniti alcuni cenni sulle modifiche da fare alla CPTF per giungere alla configurazione definitiva, la cui realizzazione avverrà nel corso del 2001.