La pompa centrifuga è la pompa di uso più comune, sia in ambito industriale che civile. Questa tipologia di pompa può fornire portate che vanno da pochi l/m fino a parecchi m3/h e prevalenze da pochi metri fino a oltre mille metri.
[accordion] Il FUNZIONAMENTO
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La pompa converte l’energia di un motore prima in velocità (energia cinetica) e successivamente in energia di pressione. Si basa sul principio secondo il quale un liquido racchiuso in un contenitore tende, se gli viene impressa una elevata velocità angolare, ad addensarsi verso l’estremità, aumentando la sua energia (esempio del cucchiaino nella tazza).
Più dettagliatamente, il fluido contenuto all’interno del corpo pompa è messo in rotazione da una girante palettata calettata su un albero che, ruotando, spinge il liquido verso la periferia per effetto della forza centrifuga. Il moto del fluido in una pompa centrifuga è assiale-radiale. La pala curva della girante ruota attorno all’asse con velocità periferica Vp, ed il fluido esce nella direzione radiale dall’estremità della pala, con velocità Vt. La composizione delle velocità vettoriali definisce portata e prevalenza che rappresentano le caratteristiche idrauliche della pompa centrifuga. Queste sono tipicamente espresse dalla curva caratteristica della pompa.
Alcune osservazioni:
- Una pompa cui sia richiesta forte portata e piccola prevalenza avrà una girante di piccolo diametro con ampi passaggi, per permettere di elaborare grandi volumi di liquido; una pompa adatta a fornire portate modeste con alte prevalenze, avrà una girante molto stretta e di grande diametro.
- Più pompe centrifughe possono essere disposte in serie, in modo da ottenere, a parità di portata, una prevalenza che è un multiplo di quella ottenuta con una sola girante. Si ottengono così prevalenze fino a diverse centinaia di metri, contro gli 80-100 tipicamente raggiungibili da una pompa monogirante.
- Il corpo della pompa è costruito in modo che, per la costanza (Equazione di Bernoulli) dell’energia totale, la componente cinetica si trasformi in statica, incrementando così la prevalenza.
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SELEZIONE DELLA POMPA
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Nella selezione di una pompa centrifuga, è sempre bene scegliere un modello in cui il punto di lavoro cada nella parte discendente della curva. In questo modo, oltre ad avere di norma un rendimento più elevato, è possibile ottenere un agevole controllo della portata mediante l’interposizione, in mandata, di una perdita di carico variabile (solitamente una valvola).
[accordion] INSTALLAZIONE
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Le pompe posso essere installate:
- sotto battente;
- sopra battente o in aspirazione.
Un’installazione è definita “sottobattente” quando l’asse della pompa si trova al di sotto del livello minimo dell’acqua da aspirare; tutte le altre installazioni sono definite “soprabattente”.
In queste installazioni la condotta di aspirazione deve essere orizzontale o avere pendenza in salita verso la pompa e deve essere realizzata in modo da evitare la formazione di sacche d’aria.
Nelle installazioni in aspirazione, per evitare fenomeni di cavitazione è necessario che il dislivello tra il pelo minimo del liquido da sollevare e l’asse della pompa non sia superiore al valore di NPSH della pompa (Net Positive Suction Head, prevalenza netta di aspirazione positiva di una pompa).
La condotta di aspirazione di un’installazione soprabattente deve essere dotata di valvola di ritegno perché altrimenti a ogni fermo della pompa la condotta si svuoterebbe e la pompa non si innescherebbe al successivo avvio (a meno che non si tratti di una pompa autoadescante). Per potersi innescare sia il corpo della pompa sia la condotta di aspirazione devono essere mantenuti costantemente pieni d’acqua. Un avvio definito “a secco” della pompa causa surriscaldamento della pompa con conseguente rottura.
[accordion] DETTAGLI COSTRUTTIVI
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Quasi tutte le pompe centrifughe hanno aspirazione assiale e mandata radiale o tangenziale verso l’alto. Generalmente le pompe centrifughe hanno una costruzione back pull-out, che consente di estrarre il raccordo completo di tenuta meccanica o di tenuta treccia e albero senza dover smontare il corpo, appunto agendo nella parte posteriore, con il vantaggio di non dover disconnettere il corpo pompa dalle tubazioni durante gli interventi di manutenzione.
