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Curva della pompa

Posted on da Jens-Uwe Vogel
La curva caratteristica della pompa è curva e decresce da sinistra a destra nel diagramma all’aumentare della portata. La pendenza della curva caratteristica è determinata dal progetto della pompa e, in particolare, dal progetto della girante.La caratteristica della curva della pompa è la dipendenza reciproca della portata e della prevalenza.Ogni variazione della prevalenza determina sempre una variazione della portata.Grande portata – & gt; testa bassa Piccola portata – & gt; testa grandeSebbene solo il sistema di tubazioni installato, a causa delle resistenze intrinseche, determini quale portata viene convogliata ad una data potenza della pompa, la pompa in questione può assumere sempre un solo punto di lavoro sulla sua curva caratteristica. Questo punto di lavoro è l’intersezione della curva della pompa con la rispettiva curva della rete di tubazioni.Oltre alla curva caratteristica Q-H, nelle pompe centrifughe si trovano spesso le seguenti curve caratteristiche:
  • performance
    • Potenza albero P 2 (Q)
    • Potenza assorbita P 1 (Q) (spesso con motopompe sommergibili e pompe a umido)
  • efficienza
    • Rendimento idraulico η hydr (Q)
    • Rendimento complessivo η tot (Q) (spesso con motopompe sommergibili e pompe a rotore bagnato)
  • NPSH richiesto NPSH req (Q)
  • Velocità n (Q)
& nbsp;

Calcolo della caratteristica del sistema

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La prevalenza necessaria di una pompa in una tubazione non ramificata si ottiene dall’equazione di BERNOULLI per flussi unidimensionali stazionari di mezzi incomprimibili:p in , p out = pressioni durante l’aspirazione o lo scarico dei livelli di liquido = densità del liquido g = accelerazione di gravità (9,81 m/s²) H geo = dislivello statico tra il livello del liquido dei contenitori lato aspirazione e lato pressione H l, tot = perdita totale per attrito del tubo tra ingresso e uscita v in , v out = velocità di flusso medie nei contenitori lato aspirazione e lato pressioneSecondo la legge di continuità, le velocità medie di flusso nei serbatoi lato aspirazione e lato pressione sono per lo più insignificanti e possono essere trascurate se le superfici del serbatoio sono relativamente grandi rispetto a quelle delle tubazioni. In questo caso, la formula precedente è semplificata in:La parte statica della caratteristica dell’impianto, cioè la parte che non dipende dalla velocità del flusso e quindi dalla portata, è:Per i sistemi chiusi, questo valore è zero.L’importo totale delle perdite è costituito dalle perdite di tutti i componenti delle linee di aspirazione e di pressione. Con numeri di REYNOLDS sufficientemente grandi è proporzionale al quadrato della portata.g = accelerazione di gravità (9,81 m/s²) H l, tot = perdita totale per attrito tra entrata e uscita v i = velocità medie del flusso attraverso l’area della sezione trasversale del tubo i A i = area caratteristica della sezione trasversale del tubo ζ i = coefficiente di perdita per attrito per tubi, raccordi, ecc. Q = portata k = fattore di proporzionalitàNelle condizioni citate, è ora possibile specificare la parabola della caratteristica del sistema:Il fattore di proporzionalità k viene determinato dal punto di lavoro desiderato. L’intersezione della caratteristica del sistema con la curva della valvola a farfalla specifica della pompa (caratteristica della pompa) rappresenta il punto di lavoro effettivo.

Caratteristiche del sistema

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La caratteristica del sistema è costituita da una parte statica e da una dinamica.H A = H A, 0 + H v (Q)È caratterizzato principalmente dalla differenza di altezza statica H Geo tra i livelli del liquido nei serbatoi di aspirazione e in pressione, nonché dalle perdite per attrito H v attraverso l’intero sistema di flusso del liquido.La componente statica H A, 0 è indipendente dalla velocità del flusso (e quindi dalla portata). Contiene la differenza di altezza geodetica e la differenza di pressione tra l’aspirazione e il recipiente a pressione o il punto di ingresso e di uscita del sistema in esame. Con circuiti chiusi (es. ricircolo riscaldamento) l’altezza statica è sempre zero.La parte dinamica della caratteristica descrive le perdite del tubo, che dipendono dalla portata. Nel caso di un flusso turbolento di fluidi NEWTON con coefficienti di perdita costanti dei componenti del sistema, la curva caratteristica risulta in una parabola quadratica. Se l’altezza statica e il punto di lavoro target sono noti, le caratteristiche del sistema possono essere visualizzate con sufficiente precisione.

Criteri di dimensionamento

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I quattro criteri più importanti sono: CHE tipo di mezzo? – & gt; Mezzo pompato QUANTO importo? – & gt; Tasso di consegna DOVE, quanto lontano, quanto in alto? – & gt; Linea di trasporto CON COSA dovrebbe essere pompato? – & gt; Unità di trasportoSe si conoscono la portata e la distanza di mandata, la prevalenza può essere calcolata utilizzando il calcolo delle perdite di carico. La portata e la prevalenza insieme costituiscono il punto operativo target per il design della pompa.

Punto di lavoro di una pompa centrifuga

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Indica i valori di portata e prevalenza che vengono impostati in funzionamento stazionario con la velocità n appartenente alla prevalenza caratteristica della pompa.”Il punto di funzionamento desiderato deve essere inteso come il punto sulla curva caratteristica dell’impianto per il quale si cerca una pompa in base ai calcoli della tubazione. Lo scopo della selezione è (oltre ad altri criteri come la massima efficienza) ridurre al minimo lo scostamento tra il punto operativo desiderato e il punto operativo (reale).Il punto di lavoro dell’impianto è sempre all’intersezione tra la pompa e la caratteristica dell’impianto attuale. A velocità costante, migra sulla curva dell’acceleratore con l’aumento della resistenza del tubo a un flusso di volume inferiore. Il punto di lavoro dovrebbe essere vicino all’efficienza ottimale.

Punto di progetto della pompa

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È determinato dalla portata e dalla prevalenza alla corrispondente velocità di lavoro. Quando si pompano fluidi altamente viscosi, le caratteristiche della pompa e quindi anche il punto di progettazione si spostano rispetto alla curva caratteristica registrata con l’acqua.

Prevalenza totale

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La prevalenza è definita come la forza meccanica effettiva esercitata dalla pompa sul mezzo pompato ed espressa come unità di peso con la costante gravitazionale locale.A velocità e flusso costanti è indipendente dalla densità del fluido, ma dipendente dalla sua viscosità.

Testa d’aspirazione positiva netta (NPSHr)

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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 tenutaPer 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.

Punto di lavoro di una pompa centrifuga

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Specifica i valori di portata Q e prevalenza H, che vengono impostati in funzionamento stazionario con la velocità n appartenente alla caratteristica della prevalenza della pompa.Per punto di esercizio desiderato si intende il punto della curva caratteristica dell’impianto per il quale si cerca una pompa in base ai calcoli della tubazione. Lo scopo della selezione è (oltre ad altri criteri come la massima efficienza) ridurre al minimo lo scostamento tra il punto operativo desiderato e il punto operativo (reale).Il punto di lavoro dell’impianto è sempre nel punto di intersezione tra la pompa e la caratteristica dell’impianto attuale. A velocità costante, migra sulla curva dell’acceleratore con l’aumento della resistenza del tubo a un flusso di volume inferiore. Il punto di lavoro dovrebbe essere vicino all’efficienza ottimale.