Questo è caratterizzato dal fatto che non esiste una relazione lineare tra la deformazione e il tensore delle sollecitazioni e/o che la viscosità è dipendente dal tempo.
Il comportamento del flusso non NEWTONiano può ad es. B. può essere osservato nei seguenti media:
Gas nero in vernice ad olio
Sospensione di cereali in acqua
Fanghi di depurazione
Feci
Dentifricio
Mortaio
Soluzioni di sapone
Esempi:
Un comportamento tissotropico può essere osservato in numerose pitture e vernici, ad es. H. la viscosità dipende dal tempo. Quando si agita a velocità angolare costante si può osservare inizialmente una resistenza molto elevata, mentre dopo qualche tempo la viscosità diminuisce sensibilmente e tende verso un valore limite inferiore.
Molti fanghi industriali, ad es. B. Le sospensioni di calce (malta) e gesso (dentifricio) mostrano un comportamento viscoplastico. Al di sotto del limite di snervamento (punto di snervamento) si comportano come solidi e oltre come fluidi.
Le soluzioni e le fusioni di molte sostanze ad alto contenuto di polimeri e le sospensioni con particelle allungate come gomme e soluzioni di sapone sono pseudoplastiche. La viscosità di questi fluidi diminuisce all’aumentare della velocità di taglio.
Il comportamento opposto (comportamento dilatante) può essere riscontrato ad esempio con alcune sospensioni altamente concentrate. Qui la viscosità aumenta con l’aumento della velocità di taglio.
Sia le caratteristiche della pompa che i metodi classici per il calcolo delle tubazioni presuppongono una viscosità costante e non sono valide per liquidi non newtoniani. A seconda del comportamento del flusso del mezzo pompato, possono essere usati nel migliore dei casi come approssimazione. Per molti mezzi non newtoniani esistono quindi metodi di calcolo o approssimazione speciali per la progettazione.
v = Q / A
v – velocità media del flusso
Q – portata volumetrica
A – area di flusso
Per una sezione trasversale circolare risultati con
A = p / 4 · D 2
v = 4 Q / (p D 2 )
D – diametro dell’area circolare attraversata (diametro interno del tubo)
Solitamente co v sono usati come simboli per la velocità media del flusso. Spesso v è usato per la velocità locale, mentre c è usato come simbolo per la velocità media. La DIN 24260 prevede il simbolo v per la velocità media.
La portata media è un parametro importante nella scelta del diametro ottimale del tubo per un nuovo tubo.
La richiesta di potenza o la potenza assorbita dalla pompa è quindi rappresentata anche in un diagramma come la portata idraulica della pompa.
Viene mostrata la dipendenza della potenza motrice della pompa dalla portata.
Con molti tipi di pompa, il fabbisogno massimo di potenza della pompa viene raggiunto anche alla portata massima.
Il motore di azionamento della pompa è progettato per questo punto se la pompa viene azionata sull’intera curva caratteristica.
Le pompe più piccole (ad es. le pompe di circolazione del riscaldamento) sono generalmente dotate di motori che consentono il funzionamento sull’intera curva caratteristica. Ciò riduce il numero di tipi e, di conseguenza, è garantito uno stoccaggio più semplice dei pezzi di ricambio.
Per le pompe più grandi, vengono solitamente offerte diverse opzioni di motore in modo da poter selezionare l’azionamento giusto in base alle condizioni operative. Se il punto di lavoro calcolato per una pompa è ad es. B. nell’area anteriore della curva caratteristica, il motore di azionamento può essere selezionato per essere più piccolo in base al fabbisogno di potenza associato. In questo caso, tuttavia, esiste il rischio di sovraccarico del motore se il punto di lavoro effettivo è ad una portata maggiore di quella calcolata (caratteristica della rete di tubazioni è più piatta).
Poiché nella pratica è sempre prevedibile uno spostamento del punto di lavoro, il motore di azionamento di una pompa con funzionamento a secco dovrebbe essere progettato per essere circa il 5 – 20% più grande della potenza richiesta.
Quando si calcolano i costi di esercizio di una pompa, è necessario fare una distinzione fondamentale tra la potenza meccanica richiesta della pompa P2 [kW] (potenza all’albero o potenza del giunto) e la potenza elettrica assorbita dal motore di azionamento P1 [kW].
Quest’ultima informazione è la base per il calcolo dei costi operativi. Se viene specificato solo il fabbisogno di potenza P2, questo può essere convertito nel consumo di potenza P1 dividendo per il rendimento del motore.
Il consumo di energia elettrica P1 [kW] è specificato quando la pompa e il motore di azionamento formano un’unità incapsulata, come nel caso delle cosiddette pompe a umido. In questo caso è addirittura prassi comune indicare entrambi i valori P1 e P2 sulla targa dati della pompa.
La potenza richiesta all’albero P2 [kW] è specificata per le unità in cui la pompa e il motore sono accoppiati tramite un giunto o un collegamento rigido dell’albero, cioè per le pompe funzionanti a secco. Ciò è necessario con questi modelli di pompe perché i più svariati modelli di motore – dal motore standard IEC al motore speciale – con i loro diversi consumi energetici e livelli di efficienza sono collegati alla pompa.
Questi si verificano quando la pressione statica nel liquido scende al di sotto della pressione di vapore associata alla rispettiva temperatura. Se poi la pressione statica sale nuovamente al di sopra della tensione di vapore, vista nella direzione del flusso, le bolle di vapore si condensano improvvisamente.
La cavitazione può portare all’usura prematura del materiale e alle emissioni di rumore. Pertanto la cavitazione dovrebbe essere evitata il più possibile.
La forte dipendenza dalla velocità della pompa è generalmente riconoscibile. Se il design rimane invariato, ciò corrisponde a:
Alta velocità -> Alta pressione di tenuta
Bassa velocità -> Bassa pressione di tenuta
Per tenere conto di eventuali incertezze nella progettazione del punto di lavoro, questi valori devono essere aumentati di un margine di sicurezza di 0,5 m quando si seleziona la pompa.
Per l’altezza della pressione di mantenimento HH si determina mediante misurazione che è consentita una cavitazione minima all’altezza della pressione di mantenimento HH, che:
La prevalenza della pompa al punto nominale ridotta del 3%
Non consente alcuna distruzione materiale che ne pregiudichi la funzione e la durata.
A causa della cavitazione consentita, possono comunque verificarsi rumori di cavitazione, alcuni dei quali vengono percepiti come fastidiosi.
Per eliminare la cavitazione residua è necessario aggiungere all’altezza minima di ingresso calcolata una tolleranza da + 1 a + 5 m circa. Questa aggiunta dipende dalla velocità e dal punto di lavoro della pompa.
La portata target per la progettazione di una pompa è determinata dall’applicazione, ad esempio per i sistemi di riscaldamento dal calcolo della domanda di calore o per i sistemi fognari da parametri statistici per la quantità massima prevista di acque reflue. Esistono standard nazionali e internazionali per molte applicazioni.
Le caratteristiche di una pompa centrifuga (es. prevalenza, potenza assorbita, rendimento) sono specificate in funzione della portata.
La prevalenza nominale per la progettazione della pompa è composta da:
l’altezza statica (statico = indipendente dalla portata)
Differenza di altezza tra il livello del liquido in aspirazione e in pressione (altezza geodetica)
Differenza di pressione tra contenitori lato pressione e lato aspirazione (con contenitori chiusi)
forse pressione di uscita richiesta
la quantità di perdita dalle perdite di pressione nel sistema di tubazioni a seconda della portata
Il lavoro meccanico utilizzabile trasferito dalla pompa al liquido da pompare, in base alla forza peso, è chiamato testata della pompa H. A velocità n costante e portata Q costante, è indipendente dalla densità del liquido pompato, ma dipende dalla sua viscosità.
Può essere calcolato dividendo la differenza di pressione per la densità del mezzo pompato e la costante gravitazionale locale.
Nel caso di liquidi Newtoniani, la prevalenza può essere considerata per viscosità cinematiche inferiori a 20 mm²/s indipendentemente dal mezzo pompato. Per questo motivo è particolarmente indicato per visualizzare la curva caratteristica delle pompe centrifughe.
Quando si pompa acqua, il valore della prevalenza è pari alla pressione in metri di colonna d’acqua.
& nbsp;
I fluidi NEWTON sono utilizzati, ad esempio, per i processi di flusso di:
Nei sistemi chiusi (es. circuiti di riscaldamento o raffreddamento) l’altezza geodetica è zero. 