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Pompetravaini Spa

LA TENSIONE DI VAPORE – IL PUNTO CRITICO

Ing. Gianluca Belletti (Sales Technical Support)


News

15 Settembre 2021

Dopo aver introdotto il concetto di tensione di vapore, è interessante allargare il campo visivo osservando quello che succede al crescere della temperatura nel diagramma pressione-temperatura. Per semplificare, consideriamo sempre l’acqua, esaminando cosa succede avanzando sull’asse delle ascisse: si può vedere che la linea di demarcazione che separa le due fasi, quella liquida e quella aeriforme, si arresta fino a quello che è chiamato punto critico. Per l’acqua il punto critico è rappresentato dalla coppia temperatura critica-pressione critica 374°C-221 bar. Oltre la temperatura critica, si parla allora più propriamente di gas, ovvero di un fluido che non può essere più condensato per compressione. La fase liquida non esiste più e lascia spazio al fluido supercritico, ovvero un fluido che presenta proprietà fisiche a metà fra il gas ed il liquido, più specificamente una densità simile a quella di un liquido e una viscosità affine a quella di un gas.

Quando abbiamo a che fare con l’acqua allo stato aeriforme difficilmente ci riferiamo a essa come a un gas bensì come a un vapore, in quanto viviamo e normalmente operiamo con temperature ben più basse della sua temperatura critica.

Non possiamo dire la stessa cosa, per esempio, dell’aria che respiriamo, costituita principalmente da ossigeno e azoto, ai quali ci riferiamo comunemente come gas, in quanto la loro temperatura critica è ben inferiore alla temperatura ambiente terrestre, rispettivamente -118°C e -147°C (esempio ossigeno, figura 1.2).

Quando descriviamo allora quali fluidi vengono aspirati dalle nostre pompe del vuoto può nascere l’esigenza di dividere quelli che sono definiti condensabili, come ad esempio il vapor d’acqua o vapori di altri tipi di solventi, che raffreddandosi possono passare allo stato liquido, e gli incondensabili, i già citati gas come ossigeno, azoto, argon, che, ben lontani dalla loro temperatura critica, permangono nel loro stato aeriforme durante tutto il processo termodinamico. Questo perché la presenza di vapore all’interno dell’aria secca comporta un aumento più o meno significativo della portata aspirata, dunque una maggiore efficienza della macchina.

Per le pompe centrifughe invece diventa fondamentale, prima ancora di controllare che il fluido aspirato sia in fase liquida, verificare che la fase liquida “esista”. Un esempio riguarda l’ammoniaca (Figura 1.2): essa, solitamente pompata con centrifughe autoadescanti, le nostre pompe TBA, che consentono comunque la gestione di eventuale formazione di vapore, deve trovarsi non solamente a pressioni sufficientemente elevate ma anche a una temperatura inferiore a quella del suo punto critico (133°C).