Il Ricambio Dell'aria Nei Smg

[Varo5]

IL RICAMBIO D'ARIA NEI SMG

 

Apro un nuovo Topic con riferimento allo "STUPOR DIESEL" di rich 93.

Le due problematiche si intrecciano sullo stesso argomento, il ricambio d'aria dei sommergibili.

Invito gli Ospiti di andare a leggere anche il Topic suddetto per le notizie sugli inquinamenti

dell'aria ambiente.

Io mi limito al ricambio normale dell'aria interna, la ventilazione, ho atteso gli eventuali interventi

prima di intervenire. Non mi meraviglio dei risultati perché da pensionato, con una perizia relativa

alla ventilazione dell'apparato motore navale di una petroliera da 23.000 tonn. di portata, ho potuto

constatare che il problema "ventilazione" noto a tutti a parole, dal lato tecnico non solo è

sottovalutato, ma è letteralmente sconosciuto anche agli studi professionali d'ingegneria navale

italiani e stranieri.

 

Il tema che porto è il ricambio d'aria normale, non per i casi d'invasione di fumi e tossici di natura

occasionale, ma il ricambio d'aria per la sopravvivenza del personale, prima di mettere mano ai

sistemi di depurazione da O2, CO2, tossine, odori vari da parte dei MM.TT. ed altro.

 

I "Sauro" avevano 24 ore d'immersione continuativa, considerando il volume interno completo. Ma

quanto completo era dopo la risalita e funzionamento per qualche ora dei MM.TT. a snorkel o in

superficie?

Non ho notizia di prove eseguite per capire la situazione. Per le navi di superficie c'erano i ricambi

orari, anche esagerati, finché è arrivato il condizionamento dell'aria che ha bisogno del ricircolo per

evitare potenze frigorifere impossibili. Rimandiamo questo problema che è fuori tema.

 

Veniamo al problema in oggetto. Le testimonianze di von Trapp (preziosissime) dicono che i smg.

di allora erano senza impianti interni di ventilazione, illudendosi che i MM.TT. con le loro aspirazioni

facessero pulizia dell'aria interna aprendo i portelli di entrata.

I smg anteguerra mondiale-due, avevano due collettori uno per la mandata ed uno per

l'estrazione. L'aspirazione d'aria esterna avveniva attraverso un trombino nella vela per evitare i

problemi del mare grosso. Almeno i più moderni. E' evidente, i progettisti avevano capito che la

"pulizia" dell'aria

interna non avveniva come i loro predecessori credevano. La situazione è migliorata ma quanto?

Cerchiamo di capire il comportamento dell'aria.

 

A) L'aria si sposta da un luogo all'altro per effetto del calore. L'aria calda è più leggera e sale. L'aria

fredda è più pesante e scende. L'aria fredda si trova sempre sul pavimento e l'aria calda a soffitto.

Sul confine tra le due arie (calda e fredda) ci sarà uno scambio di calore fino ad equilibrarsi in un

tempo difficilmente definibile, ma sempre troppo lungo. L'aria a soffitto non sarà mai interessata da

questa miscellazione per mancanza del calore necessario, quindi l'operazione rinnovo sarà sempre

parziale.

 

B) L'aria si sposta se attratta dalla depressione dei MM.TT. cioè si sposta per effetto della pressione

più alta verso la pressione più bassa. Con il portello aperto la corrente d'aria che entra va diretta ai

MM.TT. E' ovvio che a prora del portello non arriverà mai l'aria pulita. Ma non basta.

 

C) C'è un terzo modo che consente all'aria di muoversi ed è praticamente sconosciuto, fatta

eccezione ai calcolatori di condotte di ventilazione. L'energia cinetica che acquista l'aria per effetto

della depressione dei MM.TT. va spesa dall'aria per darle velocità in entrata e per vincere l'attrito tra

la superficie esterna della corrente e l'aria ambiente ferma dentro al smg.

La corrente d'aria sarà pressoché tubolare, con velocità maggiore al centro e rallentata vicino alla

superficie esterna al contatto con quella ferma interna del smg.

 

Nella zona di scorrimento la corrente rallenta per attrito. Il rallentamento della velocità trasforma

l'energia cinetica in pressione statica, che spinge l'aria a spostarsi lateralmente a forma di

imbuto rovesciato.

Tranne questo allargamento e poca aria interna che viene trascinata per induzione (dal contatto

trascinante della corrente) il resto dell'aria ambiente non è interessata a miscelarsi con l'aria

esterna aspirata dai MM.TT.

Ci vorranno ore affinché il calore interno del smg, in immersione profonda, consenta la

miscellazione tra l'aria esterna del ricambio e l'aria interna inquinata che la ventilazione non

è riuscita ad espellere. I MM.TT. aspirano praticamente solo aria esterna dal portello aperto

(in corto circuito).

La pressione dinamica che si trasforma in statica durante il rallentamento, è l'esatto contrario

della depressione statica delle aspirazioni dei MM.TT. che diventa dinamica nel far correre l'aria.

E' una specie di restituzione per equilibrare i valori di pressione + e -.

 

Per fare una buona ventilazione bisogna imparare i movimenti dell'aria e favorirla a muoversi

dove vogliamo noi. Ho parlato del portello, attenzione per lo snorkel che deve dare aria pulita

all'impianto di ventilazione con presa diretta e non nelle vicinanze per evitare che l'impianto di

ventilazione aspiri parzialmente aria ambiente, certamente inquinata. I "Sauro" hanno lo snorkel

che scarica in un cassone con funzioni di drenaggio per eventuali infiltrazioni d'acqua mare. Da

questo cassone aspira il ventilatore del condizionatore e i MM.TT.

Da non dimenticare l'aiuto dato dalla ventilazione del locale accumulatori (altro grosso problema)

e dal motocompressore dell'aria. Unico che per la sua posizione può essere modestamente

efficace al cambio dell'aria ambiente, ma troppo limitato.

 

A questo punto la verità dovrebbe essere sperimentata, ma non è facile fare misurazioni di

questo genere. Sono necessari laboratori specializzati. In mancanza, consentitemi di darvi una

mia opinione.

1) Un battello senza impianto interno di distribuzione dell'aria, con solo i portelli aperti, il ricambio

non supera il 20% del volume interno del smg, anche con la ventilazione del locale accumulatori.

2) Se c'è un impianto di ventilazione, che aspira dallo snorkel (non soltanto nelle vicinanze) il

ricambio ottenibile non supera l' 80%. Mi ritengo un ottimista e la verità può essere anche

peggiore.

 

I fumi di von Trapp (leggi il Topic di rich 93) sono la dimostrazione "violenta" che la capacità

dei MM.TT. di pulire l'atmosfera interna dei smg è alquanto modesta. L'impianto di ventilazione

ed estrazione meccanica è assolutamente necessario e deve essere ben fatto.

Varo5

[Totiano*]

grazie della spiegazione, davvero esauriente. credo che volutamente tu abbi asorvolato sulla condotta di bypass che dal plenum dello snorkel porta direttamente ai MM.TT.

 

per dare una idea della circolazione che intende Varo 5 (che non finiro di ringraziare per la bella spiegazione, forse un filo troppo tecnica per i non addetti) provo a descrivere -di massima- la ventilazione di un Toti a snorkel (ma il concetto è valido anche per un Sauro).

 

L'aria entra grazie alla depressione dei motori diesel in moto, attraversa la canna ed entra nel plenum, un "cassone" che ha il compito di raccogliere l'acqua che entra ed impedire che vada in circolo nelle condotte.

dal plenum l'aria va per cira il 70% ai ventilatori nave e per circa il 30% direttamente ai motori. il 70% va ai locali di vita della nave e, dopo avere "lavato" questi locali va nei locali batterie, aiutata dalla depressione creata dagli estrattori dedicati ai quei locali. gli estrattori mamdano l'aria viziata e inquinata dall'idrogeno direttamente ai motori

 

ho molto semplificato ma spero sia chiaro...

[Charlie Bravo]

Grazie per le spiegazioni; immagino che in situazioni realmente belliche il funzionamento di tutto l'insieme sia dfella massima importanza non solo per la piena operatività dei battelli ma anche della loro sopravvivenza.

Quanche anno fa un Ming/Romeo della Marina Cinese venne ritrovato in affioramento con l'intero equipaggio deceduto e se non ricordo male ancora con i motori in funzione. La causa fu attribuita appunto a qualcosa che non aveva funzionato a dovere nel ricambio d'aria. Mi pare ci sia stato anche un articolo su Rivista Marittima.

[Varo5]

per dare una idea della circolazione che intende Varo 5 (che non finiro di ringraziare per la bella spiegazione, forse un filo troppo tecnica per i non addetti) provo a descrivere -di massima- la ventilazione di un Toti a snorkel (ma il concetto è valido anche per un Sauro).

ho molto semplificato ma spero sia chiaro...

 

Questa volta sono io che ti ringrazio per la tua sintetica descrizione del TOTI.

Io, per la verità ho parlato di smg in generale e l'elemento aria in particolare per

capire che l'aria va per conto suo, come tutti i fluidi in generale.

Se non si capiscono si costruiscono impianti che non funzionano. Io ne ho visti

e riparati tanti, con la matematica non con l'intuito, anche dopo andato in pensione.

 

Inizialmente io sono partito con l'idea di fare un semplice intervento sul Topic

STUPOR DIESEL ma non è facile in poche parole. Il titolo non era adatto a questa

discussione.

 

Tu hai avuto in mano un sottomarino unico per questi problemi, anche nella sua

semplicità. I Sauro sono complicati come impianto di ventilazione e condizionamento

dell'aria. Ti racconterò della ventilazione degli accumulatori dei Sauro ed il pazzesco

collaudo che è stato fatto sotto l'angoscia dei quattro morti a Taranto, per l'esplosione

di un angolo del locale accumulatori di un smg USA. Con pazienza un po' alla volta per

tenere vivo il dibattito.

Ciao Varo5

[Varo5]

Quanche anno fa un Ming/Romeo della Marina Cinese venne ritrovato in affioramento con l'intero equipaggio deceduto e se non ricordo male ancora con i motori in funzione. La causa fu attribuita appunto a qualcosa che non aveva funzionato a dovere nel ricambio d'aria. Mi pare ci sia stato anche un articolo su Rivista Marittima.

 

La tua notizia Charlie è particolarmente opportuna. Un cattivo "lavaggio" dell'aria interna del smg

come io ho cercato di mettere in evidenza, che non basta aprire i portelli e mettere in moto i MM.TT.

per ottenere il rinnovo dell'aria. Basta spiegare che se l'aria interna ha un tenore di ossigeno pari al

14,5 %, a bordo tutto funziona anche una caldaia a carbone: L'uomo NO è morto per mancanza di

ossigeno. Il Sauro dopo 24 ore di immersione profonda (senza snorkel) raggiungeva il 16,5 % di

ossigeno. Penso che non occorre dire altro.

Varo5

[rich93]

Quindi, se ho ben capito, si può ipotizzare che lo "stupor diesel" fosse semplicemente un'anossia e che i SMGisti dell'epoca usassero quel termine per ignoranza?

 

O poteva trattarsi di una combinazione di più fattori?

 

I SMG A.U. che evidenziavano quel problema, erano mediamente più piccoli degli antagonisti; potrebbe darsi che la volumetria interna fosse inversamente proporzionale ai problemi di ventilazione?

 

Grazie per la gentilezza di avermi avvisato di questo post :-)

[Varo5]

Quindi, se ho ben capito, si può ipotizzare che lo "stupor diesel" fosse semplicemente un'anossia e che i SMGisti dell'epoca usassero quel termine per ignoranza?

O poteva trattarsi di una combinazione di più fattori?

 

I SMG A.U. che evidenziavano quel problema, erano mediamente più piccoli degli antagonisti; potrebbe darsi che la volumetria interna fosse inversamente proporzionale ai problemi di ventilazione?

 

Penso che all'epoca non si sapeva niente sull'argomento ricambio dell'aria. Conoscevano solo gli effetti malefici delle perdite dei Diesel con fumi visibili ed odori intossicanti.

 

Il ricambio dell'aria nel senso odierno vuol dire evaquazione dell'aria interna al smg e sostituzione con aria esterna non inquinata. Questo lo può fare solo un impianto di ventilazione ben congegnato. Vuol dire condotte che aspirano l'aria interna non solo dai locali inquinati (WC, cucine, locali motori ecc.) ma in tutti i locali indistintamente.

In passato l'ambiente con aria trasparente era considerato buono, invece l'anidride carbonica emessa dall'uomo è incolore, l'ossigeno e le tossine pure. L'atmosfera appare buona ed invece è inquinata: Bisogna aspirare aria esterna e convogliarla con le condotte in tutti i locali. Nessuno escluso.

E' un problema di sopravvivenzza al di là delle caratteristiche del battello.

Varo5

[MantexDesign]

Scusate, volevo chiedere a qualcuno di voi, visto che vi siete interessati di ricambio d'aria nei sottomarini in questa discussione, se qualcuno è a conoscenza degli impianti di ricambio d'aria e (se è previsto) di condizionamento sui sottomarini moderni.

Sto cercando di scrivere la specifica tecnica di un classe Todaro ma non riesco a capirci nulla a riguardo perchè, evidentemente, non sono tra le informazioni che vengono ritenute molto interessanti a riguardo dei sottomarini.

 

Vi ringrazio per le eventuali risposte..

 

MantexDesign

[Totiano*]

in che senso una specifica tecnica? Con qualche dato in piu possiamo anche provare a dare il nostro contributo.

Gli impianti dei battelli prevedono il ricambio, la purificazione e la verifica della percentuale di di ossigeno, CO2 e altri gas.

Devono , anche, prevedere il condizionamento, che funziona anche in inverno perchè la produzione di calore degli apparati e sempre importante

Devono anche tenere conto della produzione di idrogeno delle batterie nel periodo di carica