Ugello spruzzatore

L'ugello spruzzatore è un dispositivo progettato allo scopo di frazionare un liquido in gocce con la creazione di un getto dalla forma definita, che può essere impiegato in diversi processi industriali.

Il getto prodotto dall'ugello, costituito da un insieme di goccioline di diametro diverso può essere impiegato per scopi diversi, come ad esempio :

• sfruttare l'impatto prodotto dalle gocce su di una superficie (per lavarla o pulirla)
• raffreddare superfici per mezzo del ruscellamento di liquido sulla loro superficie
• applicare prodotti liquidi su superfici (verniciatura a spruzzo)
• raffreddare correnti gassose per evaporazione del liquido (processo di "raffreddamento evaporativo")
• evaporare un liquido spruzzandolo in correnti di aria calda (è il cosiddetto "essiccamento a spruzzo", utilizzato ad esempio per produrre il latte in polvere).

Esiste una vastissima gamma di ugelli specializzati per applicazioni in industrie quali l'acciaieria, le cartiere, gli impianti anti-inquinamento, i sistemi antincendio, gli impianti di verniciatura e molti altri.

Le dimensioni delle gocce vengono in genere descritte attraverso un istogramma che ne definisce lo spettro, ovvero le percentuali presenti per classi di diametro.

E' interessante notare che un litro di liquido polverizzato in gocce molto fini può originare una superficie di scambio termico di decine di metri quadri, permettendo processi evaporativi di grande rapidità.

Materiali

Per la realizzazione degli ugelli vengono impiegati, in base alle caratteristiche del processo ed ai liquidi da polverizzare, materiali quali ottone, diversi tipi di acciai inossidabili e superleghe (Hastelloy, Incolloy, Stellite), metallo duro (Carburo di Tungsteno) e diversi materiali plastici quali PVC, Polipropilene, Teflon, Delrin, PVDF.

Classificazione

Esistono diverse classificazioni degli ugelli basate su diversi criteri.

In base alla forma del getto:

• Ugelli a cono pieno. Le gocce escono dall'orifizio dell'ugello formando un cono con angolo di apertura ben definito, il cui volume interno è riempito da gocce. Vengono in genere usati per il raffreddamento di superfici.
• Ugelli a getto piatto. Le gocce escono dall'orifizio formando un getto simile ad un ventaglio, con angolo di apertura ben definito. Vengono usati per esempio allo scopo di lavare oggetti in movimento rispetto all'ugello, per esempio vegetali che scorrono sopra un nastro trasportatore.
• Ugelli a cono cavo. Le gocce escono dall'orifizio formando un getto conico, dove le gocce sono distribuite solo sulla superficie esterna. Vengono usati per esempio allo scopo di intercettare particelle solide in sospensione contenute in fumi da depurare che vengono fatti defluire attraverso una torre di lavaggio.

In base al principio di funzionamento:

• Ugelli puramente idraulici. Producono un getto di liquido trasformando la pressione di un liquido in energia cinetica all'uscita in atmosfera. Funzionano con pressioni da 0,25 a 4000 bar e producono gocce con diametro tra 3.000 e 40 micron
• Atomizzatori ad aria compressa. Ottengono il frazionamento investendo il liquido in uscita con una corrente di aria compressa, che deforma e fraziona il liquido con sollecitazioni di taglio. Funzionano con pressioni contenute in genere sotto i 10 bar e producono tipicamente gocce con diametro tra 300 e 30 micron