Calcolo della Potenza Necessaria per una Pompa Idraulica
La potenza di una pompa, nota anche come potenza assorbita, rappresenta l’energia impartita al fluido pompato per aumentarne la velocità e la pressione. Tutte le pompe idrauliche, al fine di spostare e aumentare la pressione di un fluido, consumano energia.
Fattori che Influenzano la Potenza della Pompa
La potenza richiesta dalla pompa dipende da una serie di fattori accessori della pompa stessa, tra cui l’efficienza del motore della pompa e la pressione. Ulteriori fattori che influiscono sulla potenza della pompa fanno riferimento alle caratteristiche di densità, viscosità e portata del fluido trasportato.
- Efficienza del motore della pompa
- Pressione
- Densità del fluido
- Viscosità del fluido
- Portata del fluido
Rendimento della Pompa
Le pompe non sono in grado di trasferire tutta l’energia che ricevono; a causa degli attriti, dissipazioni, turbolenze; per cui l’energia assorbita nell’unità di tempo dal motore, chiamata potenza assorbita, sarà maggiore di quella effettivamente acquistata dal liquido. Il rapporto tra la potenza utile e la potenza assorbita definisce il rendimento della pompa. Il rendimento di una pompa può essere definito come il rapporto fra la potenza utile e la potenza assorbita. Nello specifico il rendimento è la capacità della pompa di trasformare energia meccanica in energia idraulica (efficienza), rappresenta la relazione tra la potenza fornita al fluido pompato (potenza idraulica) e la potenza del motore, quest’ultimo deve avere una potenza superiore a quella che si intende applicare al fluido, in modo da sopperire alla dissipazione.
Il rendimento totale di una pompa considera le perdite di carico interne alla macchina. Il rendimento volumetrico di una pompa è usato per quantificare le perdite di volume di fluido dovuto ai giochi tra girante della pompa e il relativo corpo.
La potenza della pompa che si ottiene è espressa in watt (o in kilowatt, dove 1 kW = 1000 W). I cavalli (HP, acronimo di "horse power") sono un'unità di misura per stimare la potenza di una pompa. La stessa potenza può essere espressa in kilowatt (KW).
Lettura della Curva di Rendimento
Per ottenere informazioni più dettagliate sulla pompa che intendete acquistare, è necessario imparare a leggere la curva di rendimento, facilmente riconoscibile sulla tabella di assorbimento. Questo grafico esplicativo illustra la portata, la prevalenza e l'assorbimento di una pompa idraulica. Se, osservando la curva di rendimento, notiamo che la pompa supera i valori di portata, prevalenza o assorbimento, possiamo dedurre che sia sottodimensionata e quindi inadatta al nostro scopo.
Prevalenza della Pompa
La prevalenza di una pompa indica la pressione che l'elettropompa è in grado di esercitare sull'acqua, ovvero il dislivello che può superare. Ad esempio, una prevalenza di 30 metri significa che la pompa necessita di una pressione di esercizio di circa 3 atmosfere per pompare l'acqua fino a 30 metri di altezza.
La pressione è determinata dalla prevalenza della pompa, che rappresenta il dislivello massimo che l'acqua può raggiungere tra il punto di aspirazione e l'uscita. Se è necessaria una prevalenza di 30 metri, è consigliabile cercare un prodotto con una curva di prestazione con una prevalenza di almeno 40 metri.
Calcolo della Potenza
La potenza è calcolata come il prodotto della pressione per la quantità d'acqua pompata e, per questa ragione, varia in funzione del lavoro svolto dalla pompa. Le pompe devono operare all'interno della curva di lavoro, indicata nelle specifiche tecniche dal costruttore. In caso contrario, gli assorbimenti potrebbero essere fuori norma o, al contrario, potrebbero verificarsi fenomeni di cavitazione.
Per questo motivo, sulla mandata della pompa dovrebbe essere sempre presente una saracinesca che permetta di regolare leggermente la mandata in fase di montaggio, qualora gli assorbimenti siano fuori norma.
Cavitazione
La cavitazione si verifica quando l'altezza di aspirazione è eccessiva e/o si utilizzano tubazioni di aspirazione con un diametro troppo piccolo. Il sintomo principale è rappresentato dalle violente vibrazioni generate dalla pompa, che si propagano alle tubazioni.
Tipi di Pompe Idrauliche
Esistono diverse tipologie di pompe idrauliche, ognuna con caratteristiche specifiche:
- Pompe volumetriche: Caratterizzate da un moto alternativo degli organi mobili.
- Pompe alternative (o a stantuffo): Utilizzano il moto rettilineo alternato di uno stantuffo per esercitare pressione sul fluido.
- Pompe centrifughe: Composte da una camera a sezione crescente (chiocciola o diffusore) collegata alle condotte di aspirazione e mandata, all'interno della quale ruota una girante.
- Pompe rotative: Utilizzano il moto rotatorio lento di organi mobili (ruote dentate o lobi) per trasferire energia al fluido.
Pompe Centrifughe
Le 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.
La girante è un organo rotante, con forma e profilo diversi, innestato sull’albero del motore da cui riceve l’energia da imprimere al liquido. Quando si ha la necessità di superare alte prevalenze, mantenendo comunque alti i valori di portata, si possono utilizzare pompe centrifughe 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.
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.
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.
Pompe Rotative
Le 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 ad ingranaggi che sfruttano il movimento di ingranaggi per pompare il fluido per spostamento. e pompe rotative.
Installazione e Manutenzione
L'altezza di aspirazione non può, in nessun caso, superare limiti ben precisi (Ha non superi i 6÷7 metri), questo per evitare la cavitazione. In pochi passaggi questo configuratore per il dimensionamento della pompa ti aiuterà a confrontare i diversi modelli di pompe sommergibili e a trovare quello adatto alla tua applicazione. Con tre semplici click potrai effettuare il calcolo delle prestazioni della pompa. Questo strumento per il dimensionamento della pompa offre un'ampia panoramica delle caratteristiche del prodotto, delle curve di prestazione e della potenza nominale.
Come abbiamo visto, effettuare il calcolo della potenza di una pompa centrifuga è abbastanza semplice. Conoscendo le diverse caratteristiche e applicando le formule riportate in questo articolo è possibile identificare correttamente i valori necessari. Molti utenti, sperando di evitare l'intervento di un idraulico e risparmiare, si chiedono come valutare la qualità di una pompa rispetto a un'altra. È fondamentale chiarire che solo un esperto di termoidraulica può determinare se un'elettropompa è valida e consigliare, con cognizione di causa, il prodotto più adatto per il vostro impianto idraulico.