Quali sono le caratteristiche delle pompe idrauliche

Quali sono le caratteristiche delle pompe idrauliche?
Pressione (Δp), espressa in bar.
Portata (Qv), chiamata anche flusso, che è espressa in l/min. ...
Cilindrata, espressa in cm³, che corrisponde al volume di fluido pompato per ciclo.
Velocità di rotazione (N), espressa in rpm.
Potenza (Ph), espressa in kW.

portata
prevalenza
pressione
potenza
velocità







PORTATA O VOLUME POMPATO
La portata (Q) è il volume di fluido spostato nell'unità di tempo. La portata viene espressa normalmente in:

m3/s (metri cubi al secondo)
l/min (litri al minuto)
gpm (gallon per minute)
Nell'ambito delle pompe, la portata consiste nella quantità di fluido che fuoriesce dalla mandata della pompa nell'unità di tempo, detta anche volume pompato.

PREVALENZA




La prevalenza (H) è la capacità di una pompa di elevare un certo volume di liquido ad una determinata altezza. In altre parole è il dislivello massimo di sollevamento.

Nel sistema metrico SI, essa viene misurata in metri colonna acqua (m C.A.) o più semplicemente in metri.

Per definire la prevalenza H, necessaria a spingere un determinato volume oltre un certo dislivello, occorre sommare due variabili:

Prevalenza H = Hg+Y



Hg = la prevalenza geodetica cioè la differenza tra il livello del liquido nel serbatoio di mandata e in quello di aspirazione. Hg = Ha+Hm

Ha = altezza geodetica di aspirazione e rappresenta la differenza di livello tra l'asse della pompa e la superficie del liquido da aspirare. Ha ha valore positivo se il livello del liquido si trova al di sopra dell’asse della pompa, ha valore negativo se livello del liquido si trova al di sotto dell’asse della pompa, come nell'immagine.
Hm = altezza geodetica di mandata, cioè la differenza tra l'asse della pompa e il livello del liquido nel bacino nel quale il liquido è pompato.

Y rappresenta la perdita di prevalenza dovuta alla perdite di energia causate dall'attrito del liquido e dalla presenza di restringimenti, curve, ecc. (vedi anche perdite di carico). Le prestazioni della pompa dovranno poter sopperire a queste perdite, per poter ottenere il sollevamento richiesto.

La prevalenza, come la pressione, misura l’energia cinetica trasferita dalla pompa al liquido, ma a differenza della pressione, essa è basata sul volume, quindi è indipendente dal peso specifico del fluido pompato. Pertanto la prevalenza di una pompa è la stessa, a prescindere dal peso specifico del fluido pompato.

PRESSIONE
La pressione (p) è il rapporto tra una forza (F) che agisce ortogonalmente (perpendicolarmente) su una superficie e la sua area (S).

pressione

La pressione viene espressa normalmente in:

pascal = 1N/m² (1 Newton per metro quadrato)
bar = 100 kPa (100 kilopascal)
atm (atmosfera) = 1,01325 bar = pressione esercitata dall'atmosfera terrestre al livello del mare. Viene di solito approssimata ad 1 bar.
psi (Pounds per Square Inch) o libbra forza per pollice quadro.
Prevalenza e pressione di una pompa sono parametri i correlati.

Formule di conversione prevalenza – pressione nel sistema metrico:
Da Prevalenza (in metri) a pressione (in bar)

p = 0.0981 h · SG

dove:

h = prevalenza (m)

p = pressione (bar)

SG = peso specifico

Da Pressione (in bar) a Prevalenza (in metri)

h = p · 10.197 / SG

dove:

h = prevalenza (m)

p = pressione (bar)

SG = peso specifico

Nell'ambito delle pompe, la pressione è la forza conferita dalla macchina al fluido pompato, ossia la spinta propulsiva con cui il fluido fuoriesce dalla pompa.

Così come la prevalenza, anche la pressione erogata da una pompa può essere soggetta a dispersioni, dette perdite di carico, di cui occorre tener conto nella realizzazione del circuito.

PERDITA DI CARICO






La perdita di carico (o perdita di pressione) tra due punti di un circuito idraulico è la differenza di carico idraulico tra i due punti presi in considerazione.

Consideriamo ad esempio un bacino in cui si trova un fluido con pelo libero ad una certa altezza, collegato ad un condotto. La forza di gravità tende a far fluire il fluido verso il basso e farlo uscire dal condotto. Durante il suo moto, il fluido perde energia, come si può notare dalle altezze diverse e decrescenti, raggiunte dal liquido nei successivi vasi comunicanti.

Queste perdite di energia sono causate da resistenze al libero scorrimento del fluido, generate da una serie di fattori, come ad esempio:

velocità, viscosità e temperatura del fluido
diametro, lunghezza e rugosità dei tubi utilizzati
presenza di ostacoli sul circuito, come valvole, rubinetti, curve
Le formule per il calcolo delle perdite di carico sono alquanto complesse, per cui consigliamo di utilizzare calcolatori automatici presento on-line, come ad esempio: Pressure-Drop-Online-Calculator

POTENZA
In fisica, la potenza (P) è l'energia trasferita, prodotta o utilizzata da un sistema fisico nell'unità di tempo.

Essa si misura in watt (W) = rapporto tra unità di energia in joule (J) e unità di tempo in secondi (s):

potenza

CV (cavallo vapore europeo DIN) = 735,49875 W
HP (horse power britannico) = 745,69987158227022 W
CV e HP in pratica si equivalgono: 1 CV = 0,98631 HP

Nel nostro ambito, la potenza è la quantità di energia che deve essere trasferita alla pompa per sollevare una determinata portata Q ad una determinata altezza H, nell'unità di tempo.

Per calcolare la potenza generata da una pompa, occorre tenere presente due fattori: potenza utile (Pu) che è la quantità di energia disponibile, ovvero l’energia trasferita dal motore alla pompa e potenza dissipata (Pd), ovvero l'energia dispersa dalla pompa per cause meccaniche e idrauliche.
La differenza tra potenza utile e potenza dissipata determina la potenza idraulica (Pi) ovvero quantità di energia effettivamente trasferita dalla pompa al fluido.

Pi = Pu - Pd

RENDIMENTO
La potenza utile di un qualsiasi circuito deve essere sempre superiore alla potenza idraulica. In altre parole, il motore selezionato deve avere una potenza superiore a quella che si intende applicare al fluido, in modo da sopperire alla dissipazione.

Il rapporto tra potenza idraulica e potenza utile si definisce rendimento (η - eta).





η = Pi/Pu

Il rendimento è la capacità della pompa di trasformare energia meccanica in energia idraulica (efficienza).
Per i motivi suddetti, il suo valore è sempre inferiore all'unità. Più esso si avvicina ad 1, più la pompa è efficiente.

NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD)
La prevalenza netta di aspirazione positiva consiste nella differenza tra la pressione esistente in un fluido in un determinato punto di un circuito idraulico e la pressione necessaria affinché quel fluido passi allo stato gassoso in quello stesso punto, detta tensione di vapore.

All'atto pratico l’NPSH serve per definire prevalenza e pressione minima, al di sotto della quali si crea cavitazione in aspirazione.

L’NPSH si distingue in:

NPSH(a) - Net Positive Suction Head available:
ossia la prevalenza netta realmente disponibile sul circuito. Il valore è strettamente legato alle caratteristiche dell’impianto, per cui deve essere calcolato di volta in volta, attraverso una formula specifica:
NPSH (a) = pa + Ha – pF - pVP

Dove:

pA = pressione assoluta sulla superficie del fluido nel bacino di aspirazione.
Tipicamente si tratta di pressione atmosferica, quindi = 101 325 Pa = 1,01325 bar = 14.696 psi.

Ha = altezza geodetica di aspirazione, ossia la distanza tra livello del fluido e asse della pompa. Come già visto, il suo valore è positivo nel caso il livello sia al di sopra dell’asse della pompa, mentre è negativo se il livello è al di sotto dell’asse pompa
pF = perdita di carico, dovuta a tubi e raccordi, che agiscono come restrizioni contro il flusso del fluido
pVp = tensione di vapore del fluido alla temperatura di pompaggio.
E’ bene ricordare che la tensione di vapore aumenta all'aumentare della temperatura. Il calcolo può essere effettuato indifferentemente in unità di lunghezza (per ottenere la prevalenza) o in unità di pressione.

2. NPSH (r) - Net Positive Suction Head required,
ossia la prevalenza (pressione) minima in aspirazione richiesta dalla pompa, il cui valore viene fornito dal costruttore della pompa.
E’ fondamentale che: NPSH (a) > NPSH (r)

In altre parole, la prevalenza, e quindi la pressione disponibile sull'aspirazione del circuito deve essere sempre superiore a quelle minime richiesta dalla pompa.

Pertanto, al momento della realizzazione del circuito è fondamentale verificare che la pressione misurata sull'aspirazione della pompa sia superiore a quella indicata dai dati prestazionali della pompa stessa.

Ciò ridurrà drasticamente i rischi di cavitazione di una pompa a membrana.

VELOCITÀ
La velocità angolare ω(t), detta anche velocità di rotazione, consiste nella variazione della misura di un angolo (Δθ), nel tempo (Δt). [ω = omega; Δ = delta; θ = theta]

velocita 2







La velocità angolare si misura in rpm (round per minute), ossia in numero di rivoluzioni complete (angolo giro di 360°) compiute in un minuto.

La velocità (angolare) di una pompa serve a determinare:

velocità di rotazione dell’albero di trasmissione
velocità di rotazione della girante, in caso si tratti di una pompa centrifuga



PREVALENZA, PORTATA E POTENZA: CARATTERISTICHE E PRESTAZIONI DELLE POMPE IDRAULICHE




Una pompa idraulica ha il compito di sollevare l’acqua da un livello all’altro: la pressione atmosferica spinge l’acqua grazie al vuoto creato nel tubo d’aspirazione e la invia nel tubo di mandata.

L’impianto di sollevamento d’acqua a mezzo pompa è quindi composto da un tubo di aspirazione e un tubo di mandata e la sua prevalenza corrisponde alla differenza calcolata tra il livello dell’acqua d’aspirazione e quello di mandata. Nello specifico se una pompa contiene un metro d’acqua, aspira l’acqua che è appoggiata al terreno e la solleva fino al serbatoio collocato a 15 metri dal suolo allora la sua prevalenza è di H = 14 m.

Prevalenza Pompa
In questo caso è importante caratterizzare anche le pressioni e le velocità in modo da valutare l’energia potenziale di sollevamento. I rallentamenti che l’acqua subisce passando attraverso le tubazioni si traducono in una minor prevalenza per le perdite di carico: la perdita d’energia, sebbene minima, agisce a discapito della prevalenza totale.

Portata Pompa
La portata, invece, è il volume d’acqua (litri o metri cubi) che può essere mosso dalla pompa all’interno di una unità di tempo (secondi o minuti): parliamo quindi di litri al minuto (l/m), litri al secondo (l/s), metri cubi all’ora (mc/h).

Quando si parla di pompe idrauliche sono proprio queste le due caratteristiche da considerare, prevalenza e portata. Ma per parlare di prestazioni della pompa idraulica non si può evitare di considerare la sua potenza, ossia la forza necessaria ad effettuare il lavoro di sollevamento della portata d’acqua, che poi è responsabile del rendimento.





Una pompa è una macchina idraulica che sfrutta organi meccanici in movimento rotatorio o rettilineo alternativo per sollevare o comunque spostare e eventualmente raccogliere materiale fluido.

Una pompa opera in ambiente chiuso, tra un condotto di aspirazione e uno di mandata. Nelle pompe dinamiche (turbomacchine operatrici) il flusso è continuo (stazionario), mentre nelle volumetriche è discontinuo (instazionario).

Si intende normalmente per pompa il dispositivo usato per spostare liquidi, mentre si designa solitamente come compressore il dispositivo destinato allo spostamento di fluidi gassosi.

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La prima descrizione di una pompa si deve ad Archimede nel III secolo a.C. Si trattava di un trasportatore a vite noto come vite di Archimede. Questo tipo di pompa, sostanzialmente volumetrico (vedi sotto) sposta quantità costanti di liquido ad ogni rotazione. Per limitare i trafilamenti tra vite e statore, si usa per basse prevalenze ed alte portate. È oggi utilizzata come idrovora e come mezzo di sollevamento negli impianti di depurazione delle acque.[1]

La noria, che risale al Medioevo, consente il superamento di prevalenze più alte, limitate solo dalla complessità tecnica della realizzazione della pompa. È ancor oggi usata, specie in agricoltura, per medie portate e basse prevalenze.

La prima pompa da vuoto fu costruita da Otto von Guericke nel 1650, che se ne servì anche per condurre, nel 1654, il celebre esperimento con gli "emisferi di Magdeburgo"[2].

Il progresso tecnico che ha consentito intorno al XVII secolo la realizzazione di sistemi biella/manovella e pistone/cilindro, ha permesso la realizzazione di pompe a stantuffo (vedi sotto) che, avendo limiti molto più alti di portata e prevalenza, consentivano il pompaggio (sostanzialmente) continuo di grandi quantità di fluido a grandi altezze o distanze: caso tipico, il pompaggio dell'acqua dalle miniere profonde. L'avvento del vapore ha perfezionato questo tipo di pompe, ed ha consentito di raggiungere potenze (e quindi portate e prevalenze) assai più alte.

Nel XIX secolo, dapprima per il miglioramento dei motori a vapore, poi per la diffusione delle turbine e dei motori elettrici, sono state sviluppate le pompe di tipo dinamico (soprattutto le pompe centrifughe).

Presso il Museo di Fisica di Sapienza Università di Roma sono conservate diverse pompe provenienti dal gabinetto fisica della Sapienza e dalla Regia Università di Via Panisperna, tra le quali

pompa Golaz a un cilindro:si tratta di una pompa volumetrica realizzata nella seconda metà dell'Ottocento per la necessità di operare a pressioni sempre maggiori per poter esaminare il comportamento dei gas, in particolare per determinare le condizioni alle quali avviene il loro passaggio di stato. La pompa Golaz è facile da manovrare per la presenza del volano che distribuisce in modo costante lo sforzo dell'utilizzatore. Fu ideata per operare con gli apparati costruiti per V. Regnault, professore all'Ecole Polytechnique di Parigi. Per limitare le fughe che si producono alle valvole quando queste siano costruite interamente in metallo, solidalmente con i dischi delle valvole è posto un disco in cuoio, intagliato da due fenditure a mezzaluna, che opera come guarnizione del pistoncino della valvola metallica. Con questa pompa usata come premente si potevano ottenere fino a 20 atmosfere; poteva essere utilizzata anche come aspirante grazie alla disposizione delle valvole[3].
pompa premente a due cilindri in vetro: a Ctesibio fu attribuita l'invenzione della pompa a compressione, dotata di un pistone che si muove all'interno di un cilindro, muniti di valvole e denominata siringa. In seguito si realizzò una macchina per comprimere l'aria, caratterizzata da una campana di vetro serrata fra due piatti, tenuti da colonnine con dadi o galletti, e racchiusa in una rete per proteggere l'operatore dalle schegge causate da una eventuale esplosione, successivamente sostituita con un cilindro di vetro spesso al fine di ridurre la probabilità di esplosione. Nel secondo Ottocento furono costruiti alcuni tipi di pompe per rarefare utilizzabili pure per comprimere, ma con risultati modesti; furono ideate invece le prime macchine apposite per esperienze sulla compressibilità dei gas e per la loro liquefazione.[4]
campana pneumatica con manometro: nella seconda metà del Settecento invalse l'uso di collegare al percorso d'aspirazione della pompa pneumatica un manometro ideato da Smeaton nel 1751 ca., composto da una provetta contenente un barometro tronco a sifone nel quale del mercurio riempie parte delle branche di un tubicino piegato ad U, una delle quali chiusa. Verso la cima della branca chiusa si crea una strozzatura nel tubicino per evitare che il mercurio, tornando indietro troppo velocemente al ritorno dell'aria nella provetta, lo possa infrangere. Il sifone è fissato su una tavoletta graduata la cui scala ha lo zero a metà: si misurerebbe una pressione uguale a zero quando le altezze delle due branche del mercurio coincidessero fra loro e con lo zero della scala. Ciò che rende utile questo manometro è la sua piccola taglia, mentre non è in grado di dare indicazioni fino a che la pressione (misurata in mmHg) non diviene inferiore alla distanza (in millimetri) fra la cima e il fondo della branca chiusa. Per misurare costantemente la pressione sarebbe necessario un barometro di Torricelli.[5]
pompa Geryk a due cilindri a stantuffo a olio:

Zambelli e Omodei, Torino 1902, 57x32x73 cm
ideata da Geryk nel 1892, fu molto usata nel primo quarto del XX secolo, anche come pompa preparatoria per successive macchine per alto vuoto. Per evitare sia lo spazio nocivo, ovvero lo spazio che resta fra il cilindro, le valvole e il pistone quando questo è alla fine della corsa, sia gli interstizi, fra i vari metodi utilizzati si è fatto ricorso alla parziale sostituzione della testa del pistone di materia solida con una sostanza liquida, tipicamente un olio per prevenirne la diffusione del vapore a bassa pressione. Con una buona pompa Geryk si potevano ottenere pressioni dell'ordine di 10−2 mmHg, ma accoppiandone due, di modo che ciascuna sia collegata all'altra (ottenendo una macchina a doppio effetto) e impiegando olii a minore pressione di vapore saturo, si riuscivano ad ottenere pressioni dell'ordine di 10−4 mmHg.
Caratteristiche principali

Stazione di pompaggio in un impianto di trattamento delle acque.
Come accennato, le pompe sono caratterizzate da:

portata Q - ovvero il volume di fluido spostata nell'unità di tempo, espresso normalmente in m3/s, ma più comunemente in m3/h (metri cubi l'ora) o l/min (litri al minuto) o l/s (litri al secondo) a seconda delle dimensioni della pompa;
velocità di pompaggio (ovvero volume di sostanza spostata in funzione del tempo);
prevalenza H - ovvero il dislivello massimo di sollevamento, espressa normalmente in metri.
La prevalenza H della pompa è somma di diverse variabili H=Hg+Y+Σi:

l'altezza geodetica di aspirazione Ha, che rappresenta la differenza di livello tra l'asse della pompa e la superficie del liquido da sollevare;
l'altezza geodetica di mandata Hm, cioè la differenza tra i livelli della superficie del bacino nel quale i liquido è pompato e dell'asse della pompa.
prevalenza geodetica (Hg=Hm+Ha) cioè la differenza dei peli liberi del liquido nel serbatoio di mandata e in quello di aspirazione;
le perdite di carico Y distribuite e che sono le perdite di energia causate dallo sfregamento del liquido lungo le pareti delle tubazioni (attrito viscoso) e le perdite di carico localizzate Σi dovute alla presenza di restringimenti, curve, ecc.
Alcune caratteristiche fisiche e fluidodinamiche sono influenti sulla scelta delle pompe, come viscosità, densità e temperatura.

Le pompe si differenziano oltre che in funzione della prevalenza, della portata e delle caratteristiche del liquido da pompare, anche in base alla forza motrice applicata (es. pompe elettriche, pompe a motore a scoppio).

NPSH
Un parametro specifico delle pompe è l'NPSH (differenza tra la pressione in un punto di un generico circuito idraulico e la tensione di vapore del liquido nello stesso punto).

Si consideri che l'aspirazione di una pompa avviene per differenza di pressione, quindi in condizioni normali di funzionamento, se una pompa deve aspirare da un pelo libero più basso della pompa stessa (installazione soprabattente o in aspirazione), dovrà creare una depressione alla bocca di aspirazione tale da far sollevare il fluido di un'altezza pari al dislivello.

In condizioni normali, la pressione atmosferica standard è pari alla pressione di 10,332 metri d'acqua, quindi al massimo, idealmente creando il vuoto con la pompa alla bocca di aspirazione, l'acqua potrà risalire, dal pelo libero spinta dalla pressione atmosferica lungo il tubo di aspirazione, fino ad una altezza di 10,332 metri. In pratica, considerando le perdite di carico nei condotti, l'altezza massima di risalita del fluido sarà inferiore.

Quindi il dislivello massimo, dal pelo libero, da cui è possibile teoricamente pompare acqua è pari a 10,332 metri.

Nel caso in cui il liquido da pompare è mercurio (che ha una densità di 13579 kg/m3), il dislivello massimo teorico sarebbe di 0,76 metri.

In realtà il fluido avrà una tensione di vapore superiore a 0, per cui, pompando acqua e sollevandola da 10,332 metri, questa bollirebbe nel tubo di aspirazione.

Esistono quindi limitazioni alle condizioni di aspirazione delle pompe, indipendentemente dalla tecnologia costruttiva adottata.

Classificazione
Le pompe si suddividono in:

Volumetriche - il pompaggio del liquido avviene per mezzo dello spostamento o variazione di volume.
Fluido-dinamiche o idrauliche - il pompaggio del fluido avviene per mezzo della dinamicità indotta nel fluido stesso.
Tipologie di pompe volumetriche:

Ad ingranaggi
A lobi
A palette
A vite
A pistoni
Portata: esse possono essere:

A portata costante
A portata variabile
Disposizione:

Di superficie, quando la pompa è posta fuori dal liquido che deve spostare ed utilizza un tubo di pescaggio
Ad immersione, quando la pompa è immersa nel liquido che deve spostare
Integrate, quando la pompa non è un elemento a sé stante, ma deve essere assemblata in un determinato apparecchio, come le pompe delle centrali termiche o le pompe acqua delle automobili, che possono fungere anche da registro tensione della distribuzione.
Di spurgo, sono delle pompe a metà strada tra quelle di superficie e quelle ad immersione, in quanto possono essere sommerse, ma non devono per forza di cose essere ricoperte dal liquido per poter funzionare e quindi essere raffreddate, inoltre generalmente non permettono salti di pendenza elevati.
Pompe volumetriche

Lo stesso argomento in dettaglio: Pompa volumetrica.
Le pompe di tipo volumetrico sfruttano la variazione di volume o lo spostamento di una camera per provocare un'aspirazione o una spinta sul fluido. La caratteristica fondamentale è che la portata erogata è costante per ogni ciclo di funzionamento e non dipende dalla prevalenza, ma solo dal numero di cicli effettuati nell'unità di tempo.

Possono essere:

alternative
rotative
I principali tipi di pompe alternative sono:

a stantuffo o pistone, in cui la variazione di volume è ottenuta con lo scorrimento alternato di un pistone in un cilindro (è il caso delle pompe per bicicletta).
a diaframma o membrana, una variazione sullo stesso principio della pompa a stantuffo,
pompe volumetriche a mano;
I principali tipi di pompa rotativa sono:

la vite di Archimede;
a ingranaggi, dove è sfruttata la variazione di volume causata dall'ingranamento dei denti di due ingranaggi;
a camera variabile, a lobi o palette, ed a vite eccentrica,
peristaltiche, basate sullo scorrimento di una strozzatura su un tubo.
Pompe fluido-dinamiche

Lo stesso argomento in dettaglio: Pompa fluidodinamica.
Il movimento del fluido è prodotto da un momento meccanico indotto nel fluido stesso. Queste pompe non hanno bisogno di valvole, ma hanno lo svantaggio che la portata e l'efficienza diminuiscono con l'aumentare della pressione all'uscita. A volte queste pompe hanno la necessità dell'adescamento, ovvero di essere inizialmente riempite di liquido per poter funzionare.

I principali tipi di pompe fluidodinamiche sono:

centrifughe, basate sull'effetto centrifugo della sua girante su un fluido
lineari, come gli eiettori
magnetofluidodinamiche, basata sulla forza di Lorentz
assiale o elicopompa, in grado di spingere il fluido con l'elica assialmente con direzione del fluido




Elettropompa come funziona?
La funzione principale delle pompe idrauliche è quella di movimentare le acque di flusso. L'elemento essenziale che permette alla pompa di compiere questo sforzo è il motore. Sarà proprio l'energia prodotta dal propulsore elettrico o a scoppio (motore a combustione interna) a permettere lo spostamento dell'acqua da un punto verso un altro.


Gli utilizzi di un'elettropompa sono :
far riemergere il liquido dal fondo di un pozzo verso la superficie, mediante pompa sommersa per pozzo artesiano;
far circolare l'acqua e movimentarla verso le tubazioni dei radiatori;
pulire l'acqua di una piscina permettendole di essere filtrata;
dislocare l'acqua raccolta in una cisterna verso una o più abitazioni;
permettere la desanilizzazione dell'acqua, mediante l'uso di membrane e sfruttando la pressione idraulica, consentono il recupero di acque.
Il fatto che le pompe idrauliche funzionino attraverso un motore elettrico o a scoppio e il particolare movimento delle giranti che le compongono, spiega il perchè molti le definiscano elettropompe o pompe centrifughe.

La pompa cosiddetta centrifuga possiede un'entrata dell'acqua (definita aspirazione), posizionata in corrispondenza dell'asse centrale dell'elettropompa. L'accensione di un motore elettrico fa muovere alcune pale, dette giranti, che spingono i liquidi pompati dal centro della pompa, verso l'esterno. All'inteno della pompa elettrica si trova anche l'uscita ed è proprio attraverso l'impulso elettrico che l'energia si trasforma in pressione (prevalenza).

La presenza di un' affidabile tenuta meccanica impedisce che l'acqua passi dall'interno della pompa al motore, fatto che inficierebbe di fatti il suo corretto funzionamento.


Il disegno caratteristico di una pompa è caratterizzato da una curva. Come si leggono e interpretano le informazioni di questo schema, presente nella scheda tecnica di ogni pompa è molto semplice. Il grafico mette in relazione 2 assi che rappresentano da un lato la massima pressione (prevalenza) prodotta dell'elettropompa e dall'altro la lunghezza portata in litri/min. o m3/h, etc a cui questa viene posizionata per lavorare.
Come è facile intuire, conoscendo un minimo i principi fisici che regolano la pressione dei liquidi, la pompa avrà il massimo della prevalenza e quindi della forza, quando la portata sarà pari a zero. In questa condizione infatti, non avendo alcun spostamento dell'acqua, tutta l'energia si trasformerà in pressione hidrostatica.

Al contrario invece, quando la portata sarà maggiore, la pressione dell'acqua diminuirà, perchè l'energia servirà principalmente per smuovere piu quantita’ di 'acqua verso un punto prestabilito.
Ogni libretto delle istruzioni presenta un disegno di questo tipo. Quando si necessita di scegliere la migliore pompa sommersa, sarà necessario imparare a interpretare queste tabelle.


Pompe multistadio
Queste tipologie di pompe sono differenti da quelle centrifughe monogirante, perchè montano sull'asse diverse giranti, separate tra loro da diffusori, ovvero dei propri "raddrizzatori del flusso dell'acqua". Durante ogni passaggio dalle giranti viene fornita pressione all'acqua.

Attacco elettrico di una pompa idraulica

La potenza degli impulsori delle pompe (ovvero i motori) determina la distinzione tra pompe monofase e trifase.
Nelle elettropompe del primo tipo, il motore della pompa è provvisto di un condensatore di avviamento, il neutro e terra
La differenza principale del il sistema di funzionamento trifase è che in questo caso non si necessita ne del condensatore, ne tanto meno del collegamento con il neutro. Si precisa come le pompe idrauliche multistadio con motori di potenza sino a 3 kw possono essere sia monofase che trifase e che invece, in caso di potenze più elevate, l'alimentazione potrà essere solo trifase.


Montaggio di una pompa di sollevamento acque

Ogni pompa che andrà installata dovrà essere completamente piena di acqua e non contenere alcun minima particella d'aria, affinchè la possa trasferire energia all'acqua. E' per questo motivo che ogni pompa aspiratrice dispone di un tappo che si aprirà, in modo tale da permettere l'uscita dell'aria dall'interno del corpo.
La spurgo dell’aria avviene di solito al primo avviamento e la pompa deve essere in marcia. In questo caso il livello dell'acqua nel serbatoio si trova ad un'altezza superiore rispetto alla pompa. L'acqua riempie la pompa cadendo dall'alto, spinta dal suo stesso peso dal serbatoio di raccolta. Nel momento in cui l'acqua inizia a lasciare il foro di spurgo, la pompa risulterà libera e spurgata dall'aria.

Il funzionamento dello spurgo è più complicato quando la pompa dovrà compiere un'aspirazione da un pozzo, cisterna o serbatoio che e’ posto al di sotto della pompa stessa. In questo caso si utilizza una pompa autoadescante e si dovra’ riempire la tubazione di pescaggio di acqua per far si che la pompa funzioni correttamente.

Come si può evincere dal disegno, la pompa e i tubi di aspirazione si riempiono di acqua mediante il foro di scarico dell'elettropompa sommersa o grazie ad una valvola di scarico montata in un punto più alto del tubo di aspirazione.
In questo caso la tubazione necessaria per l'aspirazione dovrà disporre di una valvola di non ritorno immersa nel serbatoio. Questo meccanismo impedirà che la tubatura si svuoti quando avviene lo spurgo.

In concreto, le valvole di non risalita, saranno montate all'estremità del tubo di aspirazione e in corrispondenza di un filtro, costituito da una rete metallica, che blocchi l'aspirazione dello sporco, rimasto sul fondo del deposito dell'acqua. Quando il motore della pompa è in funzione, l'elettropompa andrà ad aspirare l'acqua, trasportandola sino all'altezza d'aspirazione, creando quindi un vuoto.
La massima altezza affinchè una pompa possa lavorare correttamente, detta anche capacità di autodescamento, è di circa 8-9 metri. Si precisa come tra i vantaggi delle pompe sommergibili o sommerse vi è quello di poter lavorare immersi direttamente nel liquido.

Tipi di pompe idrauliche
Le migliori pompe sommergibili, autodescanti (perfette per irrigazione, giardini, laghetti e sollevamento di acque luride e fanghi, dette anche pompe post allagamento )



DAB VS 1000



dab-vs-1000


CS 4C DAB



cs-4c-dab

Ottime pompe autoadescanti che lavorano con acqua pulita, libera da sostanze solide o abrasive, con liquidi non viscosi, aggressivi e chimicamente neutri.



DAB JET 102 M



elttropompa autodescante dab jet 102 m



PEDROLLO JSW



pompa pedrollo JSWM 1A


Gestione energetica e funzionamento di una pompa

Un aspetto da considerare nel momento in cui si volesse comprare un'elettropompa è che una per prelevare l'acqua e spostarla dovrà essere necessariamente collegata all'elettricità. Questo significa avere una pompa idraulica sempre attiva, indipendentemente dal fatto che avvenga o meno un consumo di acqua. Di conseguenza un utilizzo così poco efficiente dello strumento per il pompaggio di liquidi, oltre ad assicurare bollette dell'enel più salate, limita moltissimo anche il ciclo di vita naturale di una pompa.

Per controllare l'attività di una pompa e fare il modo che questa si accenda soltanto quando vi è un bisogno concreto bisognerà installare un presscontroll o un pressostato in combinazione con un vaso d'espansione a membrana o inox.
Il presscontrol è un sistema di controllo elettromeccanico molto intelligente che si installa sulla tubazione di mandata della pompa ed ha la funzione di accendere o spegnere la pompa in base alla pressione presente nel circuito stesso e consente di intervenire nei seguenti casi:

Acqua

Pressione

Funzione

Esempio

Consumo attivo di acqua

Bassa

Attiva la pompa

Riduce la pressione quando il caudale è maggiore

Consumo attivo di acqua

Alta

Attiva la pompa

Aumenta la pressione quando il caudale è minore

Non c'è consumo

Alta

Spegne la pompa

La pressione è alta e non c'è consumo d'acqua, perchè la pompa è ferma

Non c'è consumo

Bassa

La pompa si attiva per qualche secondo per poi arrestarsi a causa di un errore nel dispositivo (reset manuale)

La pressione è bassa e non vi è consumo quando la pompa aspira aria o trova la tubatura ostruita.



Il funzionamento di un presscontrol dipenderà dalla pressione massima della pompa. Questo particolare strumento dovrà sempre tener conto della potenza della pompa elettrica. Sarà indispensabile fare sempre riferimento ai dati tecnici riportati sulla confezione del presscontrol, dove è indicato certamente la potenza massima di corrente che potrà tollerare. Ad esempio, qualora il press controll avesse dei valori pari a 2,2 kW e 16 A, la potenza massima del motore dovrà essere 1,5 kilowatt e l’assorbimento massimo 16A.

Come dicevamo sopra, il compito di un presscontroll potrà anche essere svolto da un pressostato. Questi è difatto una sorta di interruttore che si accende in funzione della pressione.
La taratura è permessa dalla presenza di due viti, una atta a modificare la pressione di avvio, l'altra per la regolazione dell'intervallo tra il punto di partenza (PB) e quello di arresto (PA), detta, in linguaggio tecnico isteresi.