Lezione 1-Accoppiamento pompa centrifuga-impianto di sollevamento

Caratteristica di una pompa centrifuga.

Uno dei problemi che si incontrano nel dimensionamento di un impianto di sollevamento è certamente quello della scelta della pompa centrifuga più opportuna da inserire nel circuito e le sue modalità di funzionamento (portata, numero di giri, ecc.) che deve assumere in relazione alle caratteristiche dell’impianto stesso. Affrontiamo pertanto tale problematica a cominciare dalla seguente definizione fondamentale.

Def. Vengono dette curve caratteristica di una pompa centrifuga le seguenti tipologie didiagrammi:

• Il diagramma in cui viene riportato l’andamento della prevalenza Hm di una pompa centrifuga in funzione della portata Q;


• Il diagramma in cui viene riportato l’andamento del rendimento η in funzione della portata Q;


• Il diagramma della potenza assorbita dal motore di comando Pa in funzione della portata Q.

Nel diagramma qui di fianco riportato sono state proposte tutte e tre le tipologie di caratteristiche.

Le curve caratteristiche vengono ricavate per via sperimentale ad un numero di giri costante N e sono naturalmente diverse da macchina a macchina.
Dall’analisi della figura 1 si può notare che, ad un fissato valore della portata Q smaltita dalla pompa, competerà un solo valore di prevalenza Hm , un solo valore del rendimento η ed un solo valore di potenza assorbita Pa. Chiariamo il significato di tale famiglia di diagrammi con il seguente semplice esempio:

es.: In figura 1 è stato fissato un valore di portata pari a Q=28x10^-3 [m^3/sec]; per tale valore di portata, la pompa sosterrà:
1) una prevalenza che può essere ottenuta semplicemente leggendo l’ordinata del diagrammaHm- Q: così facendo si ottiene Hm= 80m;
2) In maniera del tutto analoga si legge il valore del rendimento ottenendo η=88%;
3) Infine la potenza assorbita si legge pari a Pa=25kW.

Si fissino adesso le idee solo sulla caratteristica (prevalenza Hm)- (portata Q); si è già accennato che ognuna di queste caratteristiche viene tracciata per via sperimentale portando la macchina ad un numero di giri N costante; per altri numeri di giri la caratteristica cambierà generando così una famiglia di curve come quella qui riportata:

Come si può osservare le curve superiori sono quelle afferenti ad alti numeri di giri, mentre via via che tale numero di giri decresce le curve sono più basse.
Frequentemente le stesse case costruttrici forniscono i diagrammi prevalenza-portata di una data pompa a diversi valori di N (così come ad esempio è riportato in figura 2), corredati tuttavia di linee iso-rendimento; tali linee possono essere definite come il luogo dei punti di funzionamento in cui il rendimento della pompa è costante.

Dalle analisi sperimentali emerge che le linee iso-rendimento sono curve chiuse e concentriche come quelle rappresentate in figura 3 e assumono l’aspetto di una “collina”; per tal motivo, l’insieme delle caratteristiche tracciate per ciascun valore di velocità, assieme alle curve iso-rendimento prendono il nome di diagramma collinare della pompa; come si può notare, i rendimenti sono crescenti man mano che ci si sposta dalla periferia della collina alla sua sommità; pertanto è opportuno osservare che le coppie di valori Hm- Q in cui la macchina dà migliori prestazioni, sono quelle che si trovano contenute all’interno della curva di iso-rendimento massimo.