Capire come dimensionare una pompa idraulica è fondamentale già fin dalla fase preliminare di progettazione per assicurare un funzionamento ottimale dell’impianto ed evitare sovradimensionamenti.
Nel caso delle pompe centrifughe, si tratta di apparecchi che utilizzano potenza meccanica per incrementare sotto forma di pressione l’energia del fluido.
Queste pompe sono costituite da organi fissi e dalla girante, un organo mobile che ruotando trasforma l’energia meccanica proveniente dal suo motore prima in energia cinetica e successivamente in energia di pressione che trasferisce al liquido sollevato.
La girante è dunque la componente e sempre da essa dipendono le prestazioni, sia riguardante la rotazione che la velocità. Scopriamo di più sul dimensionamento di una pompa idraulica.
Cosa vuol dire dimensionamento della pompa
La parte più complessa nella progettazione di un impianto idraulico è il dimensionamento della pompa, ovvero la scelta del modello in base ai seguenti dati di progetto:
- Portata dell’impianto, cioè la quantità di fluido che passa per uno stesso punto al secondo
- Salto richiesto, cioè il dislivello massimo da superare
Calcolare la portata necessaria è indispensabile e relativo alla funzione a cui è destinato l’impianto. Ad esempio, se si tratta di dimensionare un impianto di raffreddamento, il calcolo dipende dalla potenza di raffreddamento che dovrà garantire.
Invece, il termine salto indica l’altezza massima che il fluido deve superare. Tuttavia, all’altezza fisica vanno aggiunte le cosiddette perdite del circuito. i tipi di perdite sono due:
- Concentrate, causate da deviazioni, curve e altre interruzioni di flusso
- Distribuite, generate dalla resistenza del fluido quando scorre sui bordi interni dei tubi
Avendo queste informazioni è possibile calcolare la potenza richiesta alla pompa e scegliere quella giusta alle proprie esigenze.
Dimensionamento della girante
Per dimensionare correttamente una pompa centrifuga è necessario scegliere la geometria adeguata della girante e le sezioni di passaggio opportune da dedicare al fluido.
Il comportamento viene influenzato anche dalle dimensioni e dalla forma della cassa e di conseguenza il dimensionamento dovrà essere basato sui parametri stabiliti dall’impianto. Scegliere questi due elementi nella maniera giusta è fondamentale, ma non è semplice.
Proprio per facilitare la scelta esistono dei diagrammi statistici grazie ai quali si possono ottenere delle indicazioni sulla geometria della macchina, come il regime di rotazione, la prevalenza richiesta e la portata elaborata.
Una volta individuati i dati è possibile correlare la portata e la prevalenza che la pompa deve assicurare alle specifiche dimensioni, permettendo una stima del diametro esterno della girante avendo nota la velocità di rotazione. Per maggiori informazioni su come scegliere una pompa centrifuga si consiglia di visionare questa pagina : https://www.demshop.it/blog/caratteristiche-pompa-centrifuga
Portata e prevalenza
La prevalenza, che non è altro che il salto di pressione fornito dalla pompa, si riduce all’aumentare della portata erogata. Dal punto di vista energetico la prevalenza non è l’energia specifica, cioè l’energia meccanica per unità di peso del liquido mentre è in movimento, che la pompa infonde al liquido stesso.
Il peso del liquido in movimento che attraversa la pompa nell’unità di tempo viene dalla portata per il suo peso specifico. Se è richiesta una prevalenza superiore a quella ottimale per un singolo stadio si può disporre di più pompe collegate in serie, e mentre le prevalenze si sommano la portata rimane invariata per ogni singola fase.
Come dimensionare una pompa centrifuga
In linea di massima le fasi di dimensionamento delle pompe centrifughe si possono definire in diversi punti:
- Calcolo dei valori caratteristici della macchina e delle sue principali dimensioni partendo dalle richieste di progetto
- Analisi e progetto dei triangoli di velocità
- Tracciamento del profilo delle pale
- Dimensionamento della girante
- Verifiche e test finali
Come è ben chiaro, la progettazione di una pompa centrifuga è una fase abbastanza complicata e composta da più fasi, che ha una influenza determinante nell’efficienza di tutto l’impianto.