DIMENSIONAMENTO  DELLE VITI DI COLLEGAMENTO

 

Per il dimensionamento delle viti di collegamento, è stato calcolato il valore della spinta fluidodinamica sulla superficie del tappo, supponendo che il fluido all’interno sia circa fermo nell’intercapedine che contiene l’otturatore quando quest’ultimo è sollevato. Quest’ipotesi è accettabile in quanto se il funzionamento è stazionario, al suo interno si forma un vortice di ricircolo dotato di una quantità limitata di energia cinetica che è in parte responsabile della perdita di carico localizzata che la valvola introduce quando viene inserita all’interno del circuito.

Sotto quest’ipotesi la spinta è stata calcolata come segue:

         [ N ]

nella quale il valore di pressione utilizzato è quello massimo raggiungibile indicato dal catalogo e il diametro utilizzato è pari a quello medio della guarnizione in accordo con la normativa sul dimensionamento dei recipienti in pressione.

Per le valvole in esame il numero di organi di collegamento è fissato pari a 4 viti, per cui la forza agente su ognuno di essi è pari a:

 

                        [ N ]

 

ma per maggiore sicurezza, negli elementi in pressione si utilizza una forza maggiorata nel modo seguente:

 

             [ N ]

 

Perché le viti resistano deve essere verificata la condizione per la quale la tensione all’interno delle viti deve essere inferiore a quella limite consentita dal materiale:

 

 

ovvero

 

 

nella quale n è il coefficiente di sicurezza che nel nostro caso è stato assunto pari a 2 ed RP0,2 è il carico limite di snervamento del materiale che vale 640 MPa in quanto l’acciaio utilizzato è un acciaio di classe di resistenza 8.8 (dato ricavato dalla normativa UNI EN 20898/91).

Da questa relazione è possibile calcolare il diametro delle viti di collegamento in funzione della forza che agisce su di esse:

 

                       [ m ]

 

e quindi della pressione.

Ovviamente siccome i diametri degli elementi filettati sono disponibili solo a passi discreti, nel nostro modello  è stato deciso di approssimarli all’intero superiore rispetto al valore calcolato.