Calcolo e Selezione della Pompa di Pressurizzazione
ESEMPIO
Selezione della Pompa di Pressurizzazione
Per selezionare una pompa di pressurizzazione, si utilizza una relazione grafica tra la prevalenza e la portata dell'acqua, che è unica per ogni modello ed è fornita nei cataloghi dei produttori.
La metodologia per la selezione di una pompa di pressurizzazione dipende dalle attività richieste. Per selezionare una pompa di pressurizzazione, si specifica la portata e si traccia una linea perpendicolare dall'asse delle ascisse alla curva caratteristica della pompa. Il punto di lavoro risultante determinerà la prevalenza alla portata specificata.
La pompa di circolazione viene selezionata sovrapponendo la caratteristica idraulica del circuito di circolazione, che riflette la dipendenza della perdita di prevalenza sulla portata d'acqua calcolata, alla curva caratteristica della pompa. Il punto di lavoro si troverà all'intersezione delle caratteristiche della pompa e del circuito di circolazione.
Se più modelli soddisfano i parametri specificati, si sceglie una pompa meno potente che funzioni con maggiore efficienza. Quando si seleziona una pompa centrifuga per una rete con portata d'acqua variabile, è preferibile scegliere un modello con una curva di prevalenza più piatta e una gamma di portata più ampia.
Le caratteristiche del rumore diventano spesso un fattore decisivo nella scelta delle pompe da installare negli edifici residenziali. In questi casi, si consiglia di scegliere una pompa con un motore elettrico meno potente e una velocità di rotazione non superiore a 1500 giri al minuto.
Calcolo della Pompa di Pressurizzazione
Il calcolo di una pompa di pressurizzazione implica la determinazione di due parametri necessari per il funzionamento del sistema: portata e pressione. A seconda dello schema di installazione, l'approccio al calcolo di questi parametri può variare.
Il calcolo della pompa di pressurizzazione per un sistema di approvvigionamento idrico viene eseguito in base al consumo d'acqua nell'ora di massimo utilizzo, mentre la pressione viene determinata dalla differenza tra la pressione desiderata all'ingresso del sistema di approvvigionamento idrico e la pressione all'ingresso della rete idrica.
La pressione all'ingresso del sistema di approvvigionamento idrico è uguale alla somma della pressione in eccesso nel punto di presa d'acqua superiore, l'altezza della colonna d'acqua dalla pompa al punto superiore in metri e la perdita di prevalenza nel tratto tra la pompa di pressurizzazione e il punto superiore. La pressione in eccesso nel punto di presa d'acqua superiore è solitamente di 5-10 m.
Il calcolo della pompa di alimentazione per un sistema di riscaldamento collegato secondo uno schema indipendente viene eseguito in base al tempo massimo consentito per il riempimento del sistema e alla sua capacità. Il tempo di riempimento del sistema di riscaldamento è generalmente di circa 2 ore. La pressione della pompa di alimentazione è determinata dalla differenza tra la pressione di spegnimento della pompa (sistema pieno) e la pressione nel punto di connessione della linea di alimentazione.
Il calcolo della pompa di circolazione per un sistema di riscaldamento viene eseguito in base al carico termico e al grafico della temperatura calcolata. La portata della pompa è proporzionale al carico termico e inversamente proporzionale alla differenza di temperatura calcolata tra le tubazioni di mandata e di ritorno. La prevalenza della pompa di circolazione è determinata unicamente dalla resistenza idraulica del sistema di riscaldamento, che deve essere specificata nel progetto (solitamente compresa tra 2 e 7 m).
Cavitazione
La cavitazione è la formazione di bolle di vapore nel volume di un liquido in movimento a causa di una diminuzione della pressione idrostatica, seguita dal loro collasso in una regione in cui la pressione idrostatica aumenta di nuovo.
Nelle pompe centrifughe, la cavitazione si verifica sul bordo d'ingresso della girante, dove la velocità del flusso è massima e la pressione idrostatica è minima. Il collasso della bolla di vapore avviene durante la condensazione completa, il che porta a un aumento improvviso della pressione fino a centinaia di atmosfere. Se la bolla si trovava sulla superficie della girante o della pala al momento del collasso, l'impatto si concentra su quella superficie, causando l'erosione del metallo. La superficie del metallo soggetta a erosione da cavitazione ha un aspetto butterato.
La cavitazione in una pompa è accompagnata da forti rumori, crepitii, vibrazioni e, soprattutto, da una diminuzione della prevalenza, della potenza, della portata e dell'efficienza. Non esistono materiali che abbiano una resistenza assoluta all'erosione da cavitazione, motivo per cui non è consentito il funzionamento di una pompa in regime di cavitazione.
La pressione minima all'ingresso di una pompa centrifuga è chiamata margine NPSH (net positive suction head) e viene indicata dai produttori di pompe nella descrizione tecnica.
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