La curva caratteristica di una pompa centrifuga è una rappresentazione grafica della capacità della pompa di spostare fluidi in relazione al livello di pressione in essere durante le operazioni di funzionamento della pompa stessa. La curva caratteristica di una pompa centrifuga permette di esprimere in maniera chiara l’idoneità di una specifica pompa per l’utilizzo all’interno di un determinato sistema.
Parametri Chiave della Curva Caratteristica
Prevalenza
La prevalenza di una pompa è definita come la differenza di pressione tra l’uscita e l’ingresso della pompa, espressa in unità di altezza (ad esempio in metri). L’unità di misura della prevalenza è rappresentata dal simbolo m. La prevalenza indica l’altezza massima di sollevamento che la pompa riesce a trasmettere al fluido convogliato.
Si tratta di un fattore molto importante che determina la capacità della pompa di superare resistenze come curve, valvole e tubazioni.
Portata
La portata di una pompa centrifuga è la quantità di fluido che la pompa è in grado di spostare in un determinato intervallo di tempo. In altre parole, rappresenta la quantità di liquido che viene pompata attraverso la pompa in un’unità di tempo, solitamente espressa in litri al minuto o in metri cubi all’ora.
La portata dipende dalle dimensioni della pompa, dalla velocità di rotazione dell’albero della pompa e dalle caratteristiche del fluido pompato, come la densità e la viscosità.
Il legame tra la portata e la prevalenza, a numero di giri costante, è tipico di ciascuna pompa. La curva caratteristica rappresenta la capacità di una pompa di generare il flusso del fluido (portata) in base alla prevalenza.
Curva di Rendimento
La curva di rendimento permette di valutare l’efficienza del funzionamento di una pompa. La curva rappresenta, sull’asse delle ordinate, il rapporto tra potenza utile alla pompa e potenza assorbita (definita dalla variabile η = Wu/W) in relazione alla portata volumetrica rappresentata sull’asse delle ascisse con la variabile Q.
Curva di Potenza Assorbita
La curva di potenza assorbita di una pompa è un parametro che permette di valutare l’efficienza di una pompa. La curva rappresenta, sull’asse delle ordinate, la potenza elettrica impiegata caratterizzata dalla variabile W in relazione alla portata espressa dalla variabile Q sull’asse delle ascisse. La potenza W è il prodotto della portata Q per la prevalenza H e per la densità d del fluido (W=Q∙d∙H).
Tipologie di Pompe Idrauliche
Esistono diverse tipologie di pompe idrauliche, tra cui:
- Pompe Centrifughe: Sono costituite da una camera a sezione crescente, detta chiocciola o diffusore, collegata al centro con la condotta d’aspirazione e alla periferia con quella di mandata. All’interno della chiocciola gira a grande velocità (da 1500 a 3000 giri/minuto) un organo rotante, chiamato girante o impulsore.
- Pompe Volumetriche: Sono caratterizzate da un moto alternativo degli organi mobili.
- Pompe rotative: sono caratterizzate dal moto rotatorio lento di organi mobili: ruote dentate o lobi. Il trasferimento dell’energia avviene esercitando una pressione sul fluido in maniera analoga alle pompe a stantuffo. Il funzionamento di una pompa rotativa prevede che per ogni rotazione venga spostato un volume fisso di fluido. Queste pompe sono autoadescanti e forniscono una portata quasi costante, indipendentemente dalla pressione.
Pompe Centrifughe: Caratteristiche Specifiche
La pompa centrifuga è un elemento meccanico azionato da un motore elettrico, ed ogni curva caratteristica della pompa è riferita ad una precisa rotazione del motore, dipendente, nel caso dei comuni motori asincroni, dalla frequenza di alimentazione e dal numero di poli del motore stesso.
Girante: si tratta di un organo rotante, con forma e profilo diversi, innestato sull’albero del motore da cui riceve l’energia da imprimere al liquido.
Le pompe centrifughe, quando si ha la necessità di superare alte prevalenze, mantenendo comunque alti i valori di portata, possono essere a multi-girante. In queste, un certo numero di giranti sono connesse con lo stesso albero. La geometria interna obbliga il liquido in uscita da una girante ad entrare in quella successiva. La pompa funziona così come diverse pompe in serie, ma con una compattezza maggiore.
Sono presenti sul mercato sia pompe ad asse orizzontale che ad asse verticale. Queste ultime possono essere impiegate quando lo spazio disponibile per l’installazione è veramente esiguo, in quanto il motore è posto proprio sopra la pompa.
Un particolare tipo di pompa ad asse verticale è la pompa SOMMERSA, in cui il motore elettrico è posto all’interno di un contenitore ermetico. Queste pompe possono, perciò, essere installate sotto il livello del liquido e sono utilizzate quindi per pompare acqua da pozzi particolarmente profondi o da serbatoi interrati.
Le centrifughe possono essere anche autoadescanti, queste pompe sono in grado, a differenza delle normali pompe centrifughe, di aspirare l’aria contenuta nella condotta d’aspirazione e di creare all’interno della pompa una depressione capace di assicurare l’aspirazione del liquido da pompare. Tali pompe sono a una girante, posseggono una buona prevalenza, ma hanno generalmente un rendimento inferiore rispetto alle normali pompe centrifughe, in considerazione del ricircolo di parte del liquido pompato.
Pompe centrifughe autoadescanti a canale laterale: Presentano dalla parte più esterna una camera separata in due settori che individuano la camera di aspirazione e la camera di mandata. Nella zona centrale delle due camere sono presenti rispettivamente una luce di aspirazione ed una luce di mandata. Posteriormente a questa camera esterna è presente una camera in cui ruota una girante aperta di tipo stellare, rotante con un gioco minimo, in modo da assicurare una elevata capacità d’innesco, lavora cioè a sfioramento con il corpo e la culatta della pompa, creando così una depressione che preleva il liquido che, dalla camera di aspirazione, tramite la luce di carico, viene trasferito alla luce di scarico e quindi alla camera di mandata.
Pompe Rotative: Come Funzionano
Il funzionamento di una pompa rotativa prevede che per ogni rotazione venga spostato un volume fisso di fluido. Queste pompe sono autoadescanti e forniscono una portata quasi costante, indipendentemente dalla pressione. Pompe ad ingranaggi che sfruttano il movimento di ingranaggi per pompare il fluido per spostamento.
Applicazioni delle Pompe Centrifughe
Gli utilizzi principali delle pompe centrifughe includono il pompaggio di sostanze chimiche, di acqua, in agricoltura, galvanica, torri di abbattimento fumi e nel settore petrolchimico.