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Pompe acqua come funziona

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Come funziona una pompa acqua centrifuga per Auto

Si ringrazia Wikipedia per la possibilità di condivisione di esaustive spiegazioni; Si ringrazia particolarmente il Sig. R. Castelnuovo, che ha personalmente redatto in toto o in parte, il testo e le figure.
(maggiori informazioni a: http://it.wikipedia.org/wiki/Pompa_centrifuga )


Pompe centrifughe
La pompa centrifuga è di gran lunga la pompa di uso più comune, sia in ambito industriale che civile.

Definizione
Turbomacchina impiegata per aumentare l'energia di un fluido, mediante la rotazione di una girante dotata di palette.

La designazione di pompa centrifuga si limita generalmente alle pompe con girante radiale e semiassiale ossia alle pompe nelle quali il flusso di fluido attraversa la girante radialmente o semiassialmente, diversamente al caso delle giranti ad elica nelle quali il fluido attraversa la girante assialmente.

Funzionamento
Figura 1 : Principio di funzionamento della pompa centrifuga
Figura 2 : Dinamica del fluido in una pompa centrifuga

Se ne comprende il funzionamento osservando (vedi figura 1) che un cilindro riempito d'acqua, posto in rotazione attorno al proprio asse, modifica la forma del pelo libero, facendogli assumere un profilo parabolico: infatti l'accelerazione centrifuga è proporzionale al quadrato della velocità angolare, ed al raggio di rotazione. La differenza H di livello che si osserva (e che, intuitivamente, è funzione della velocità angolare) si dice prevalenza della pompa. È anche intuitivo osservare che, a parità di velocità angolare (e quindi di profilo del liquido), se io pratico un foro esattamente all'altezza H non avrò alcuna uscita di liquido; tanto più basso lo pratico, tanto maggiore sarà la quantità nell'unità di tempo, detta portata, di liquido uscente.

Nella pratica, il fluido è contenuto all'interno di un corpo ed è messo in rotazione da una girante. La figura 2 rappresenta lo schema tipico di una girante. La pala curva ruota attorno all'asse con velocità periferica Vp, ed il fluido esce nella direzione dell'estremità della pala, con velocità Vt. La composizione delle velocità vettoriali definisce portata e prevalenza. Il corpo della pompa è poi costruito a sezione crescente in modo che, per la costanza (Bernoulli) dell'energia totale, la componente cinetica si trasforma in statica, incrementando così la prevalenza.

La pompa centrifuga è stata inventata nel palazzo ducale di Urbino da Erone alessandrino intorno al 1592 (da disegni e illustrazioni trovati nel libro del 1592 degli spirituali di Erone alessandrino ridotti in lingua volgare).[senza fonte]

Costruzione
Figura 3 : Sezione di una pompa centrifuga

In sintesi, la pompa centrifuga è costituita (figura 3) da un corpo 1, che comprende il bocchello di aspirazione 1a ed il diffusore 1b, una girante 2, uno scudo 3 di chiusura della parte idraulica; una cassa stoppa 4 che contiene il sistema di isolamento della parte idraulica dall'esterno, un supporto 5 dell'albero, contenente i cuscinetti ed il lubrificante, e appunto un albero 6 che, collegato ad un motore (generalmente elettrico), trasmette il moto da quest'ultimo alla girante. Quasi tutte le pompe centrifughe hanno aspirazione assiale e mandata radiale (stile europeo ISO) o tangenziale (stile americano API) verso l'alto. La supportazione può essere su piedini, come in figura, o centreline (vedi figura 6), la prima più semplice, la seconda più robusta. In ogni caso, la quasi totalità delle pompe centrifughe ha una supportazione back pull-out, che consente di estrarre il supporto 5 completo di cassa stoppa 4 e albero 6 senza dover smontare il corpo 1, appunto agendo nella parte posteriore, con il vantaggio di non dover disconnettere la pompa dalle tubazioni durante gli interventi di manutenzione.

Prestazioni
Figura 4 : Curva caratteristica

Le caratteristiche idrauliche della pompa centrifuga sono espresse dalla curva caratteristica, un cui esempio appare in figura 4. Nell'esempio, si vede una pompa avente portata 16 m³/h e prevalenza 40.5 m (questa coppia di valori è solitamente definita punto di lavoro). La curva rossa è la caratteristica vera e propria, e si vede come alla portata di 20 m³/h la prevalenza si riduca a circa 36 m. Le curve rosse tratteggiate indicano le prestazioni con giranti di diverso diametro. Le curve color ocra indicano il rendimento totale della pompa (solitamente espresso in percentuale), che nel nostro caso è di poco inferiore al 50 %. La curva verde indica NPSH(r) della pompa, nel nostro caso pari a circa 1.4 m; si noti come si abbia il minimo NPSH (r), circa 1 m, alla portata di rendimento massimo. La curva blu esprime la potenza assorbita all'asse della pompa con liquido avente densità 1000 kg/m3, nel nostro caso poco superiore a 3 kW.

Nella selezione di una pompa centrifuga, è sempre bene scegliere un modello in cui il punto di lavoro cada nella parte discendente della curva. Ciò perché, oltre ad avere di norma un rendimento più elevato, questa selezione consente un agevole controllo della portata mediante l'interposizione, in mandata, di una perdita di carico variabile (solitamente una valvola)

Si ringrazia Wikipedia per la possibilità di condivisione di cosi esaustive spiegazioni; Si ringrazia particolarmente il Sig. R. Castelnuovo, che ha personalmente redatto in toto o in parte, il testo e le figure.
(maggiori informazioni a: http://it.wikipedia.org/wiki/Pompa_centrifuga )



Figura 1



Figura 2



Figura 3



Figura 4

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