Come leggere una curva della pompa

Vuoi imparare a leggere la curva di una pompa? Una curva della pompa è una rappresentazione grafica delle caratteristiche prestazionali di una pompa.

Capire come interpretare la curva di una pompa è essenziale per selezionare la pompa giusta per la propria applicazione e garantire prestazioni ottimali.

In questo post del blog ti guideremo attraverso i passaggi per leggere e comprendere in modo efficace una curva di pompa.

Quali sono le curve della pompa

Le curve della pompa sono rappresentazioni grafiche delle caratteristiche prestazionali di una pompa centrifuga, che descrivono la relazione tra portata, pressione di prevalenza ed efficienza.

I produttori di pompe in genere forniscono una serie di curve per ciascun modello di pompa, mostrandone le prestazioni a varie dimensioni e velocità della girante. Le curve della pompa più comuni includono la curva della prevalenza, la curva dell'efficienza e la curva della potenza, che vengono tracciate rispetto alla portata sull'asse orizzontale.

Curva tipica della pompa

Portata (asse X)

L'asse x della curva di una pompa rappresenta la portata, generalmente misurata in galloni al minuto (GPM) o litri al minuto (LPM). Questo asse mostra il volume di fluido che la pompa può spostare in un dato periodo.

Testa (asse Y)

La prevalenza, misurata in piedi o metri, è rappresentata sull'asse y di una curva di pompa. Indica la prevalenza dinamica totale (TDH) che la pompa può generare a varie portate.

Il TDH è costituito dalla prevalenza statica, dalle perdite per attrito e dalla prevalenza. Le curve della pompa in genere visualizzano più linee, ciascuna corrispondente a uno specifico diametro della girante o a una velocità della pompa.

All'aumentare della portata la prevalenza diminuisce formando una curva inclinata verso il basso.

Curve di efficienza

Le curve di efficienza mostrano l'efficienza della pompa a varie portate. Queste curve aiutano a determinare l'intervallo operativo ottimale per una pompa, garantendo che funzioni al massimo delle prestazioni riducendo al minimo il consumo energetico.

La curva di efficienza appare generalmente come una linea separata sulla curva delle prestazioni della pompa, con le percentuali di efficienza tracciate rispetto alla portata. L'efficienza della pompa è il rapporto tra la potenza idraulica erogata e la potenza assorbita richiesta per azionare la pompa, espresso in percentuale.

Curve di potenza

Le curve di potenza nei grafici delle prestazioni della pompa illustrano la relazione tra il consumo energetico e la portata di una pompa centrifuga.

Il consumo energetico è solitamente espresso in termini di potenza frenante (BHP) o kilowatt (kW) ed è direttamente correlato alla portata, alla prevalenza e all'efficienza della pompa. All’aumentare della portata aumenta anche il consumo di energia, seguendo la forma della curva di potenza.

La curva di potenza aiuta a selezionare la dimensione del motore appropriata per la pompa, garantendo che il motore possa gestire i requisiti di potenza massimi nel punto operativo desiderato.

Curva NPSHR

La curva NPSHR (Net Positive Suction Head Required) rappresenta la pressione minima richiesta all'ingresso della pompa per prevenire la cavitazione, che può causare danni alla girante della pompa e ridurne l'efficienza.

La curva NPSHR viene solitamente tracciata sullo stesso grafico della curva della prevalenza della pompa, con la portata sull'asse x e la curva NPSHR sull'asse y. All'aumentare della portata aumenta anche l'NPSHR, indicando che è necessaria una pressione di aspirazione più elevata per mantenere il corretto funzionamento della pompa.

È essenziale garantire che l'NPSH (Prevalenza netta di aspirazione positiva) disponibile nel sistema sia sempre maggiore dell'NPSHR della pompa alla portata desiderata. Il mancato rispetto di questo requisito può causare cavitazione, prestazioni ridotte della pompa e potenziali danni ai componenti della pompa.

Velocità della pompa

Curve di velocità della pompa solitamente misurate in giri al minuto (RPM). All’aumentare della velocità della pompa, aumentano anche la portata e la pressione, con conseguente spostamento della curva della pompa verso l’alto e verso destra.

Al contrario, la riduzione della velocità della pompa porta ad una diminuzione della portata e della pressione, provocando uno spostamento della curva della pompa verso il basso e verso sinistra.

Diametri della girante

Le curve dei diametri della girante della pompa illustrano come le prestazioni della pompa, come la portata e la pressione di prevalenza, variano con le diverse dimensioni della girante.

Quando si analizza la curva di una pompa, prestare attenzione al diametro della girante che meglio soddisfa le proprie esigenze di portata e prevalenza, tenendo conto dell'efficienza e del consumo energetico. La scelta di una girante di dimensioni troppo piccole o troppo grandi può portare a prestazioni non ottimali, usura prematura e aumento dei costi energetici.

Il punto di migliore efficienza (BEP)

Il punto di migliore efficienza (BEP) è un aspetto cruciale delle curve delle pompe centrifughe, poiché rappresenta la portata alla quale la pompa funziona con la massima efficienza. Questo punto è determinato dall'intersezione della curva delle prestazioni della pompa e della curva dell'efficienza, che indica l'equilibrio ottimale tra pressione di prevalenza e portata per uno specifico modello di pompa.

Il funzionamento di una pompa vicino al suo BEP garantisce prestazioni ottimali, consumo energetico ridotto e usura minima dei componenti della pompa. Una deviazione significativa dal BEP può comportare una riduzione dell'efficienza, un aumento dei costi energetici e potenziali danni alla pompa, come l'usura prematura di cuscinetti e guarnizioni.

Curva della pompa avanzata

Capacità

La capacità di una pompa centrifuga, misurata in galloni al minuto (GPM) o litri al minuto (LPM), rappresenta il volume di fluido che la pompa può spostare in un dato tempo. Le curve della pompa mostrano la relazione tra portata e prevalenza, con la portata generalmente indicata sull'asse orizzontale.

Viscosità

La viscosità è un fattore cruciale da considerare quando si leggono le curve della pompa. Le pompe centrifughe sono progettate per gestire fluidi con viscosità specifiche e le deviazioni da questi valori possono influire in modo significativo sulle prestazioni della pompa.

I fluidi a viscosità più elevata richiedono maggiore potenza da pompare e possono ridurre le portate, con conseguente diminuzione dell'efficienza della pompa. Le curve della pompa in genere presuppongono che il fluido pompato abbia una viscosità simile all'acqua, quindi è essenziale apportare modifiche quando si ha a che fare con fluidi più viscosi.

Viscosità dinamica

La viscosità dinamica è un fattore critico da considerare quando si leggono le curve della pompa per fluidi diversi dall'acqua.

Le curve della pompa sono generalmente basate sull'acqua, che ha una viscosità inferiore rispetto a molti altri fluidi. Quando si pompano fluidi ad alta viscosità, le prestazioni della pompa si discosteranno dalla curva della pompa, con conseguente riduzione della portata e aumento del consumo energetico.

Densità

Le curve della pompa si basano generalmente sull'acqua, che ha una densità di 1 g/cm³ (o 1000 kg/m³).

Se il fluido pompato ha una densità diversa da quella dell'acqua, le prestazioni della pompa ne risentiranno. Ad esempio, se il fluido è più denso dell'acqua, la pompa richiederà più potenza per ottenere la stessa portata e prevalenza.

Taglio

Le curve della pompa in genere non includono informazioni sul taglio, poiché il taglio è più rilevante per il fluido pompato piuttosto che per la pompa stessa. Tuttavia, è importante considerare gli effetti del taglio quando si seleziona una pompa, soprattutto quando si ha a che fare con fluidi sensibili o viscosi.

Velocità di taglio elevate possono causare danni a determinati tipi di fluidi, come emulsioni o sospensioni, portando a cambiamenti nelle loro proprietà e influenzando potenzialmente le prestazioni della pompa. Quando si pompano fluidi viscosi, anche il taglio può influire sull'efficienza e sul consumo energetico della pompa.

Per ridurre al minimo gli effetti del taglio, potrebbe essere necessario scegliere una pompa con una velocità operativa inferiore o un diverso tipo di girante.

Potenza dei freni

La curva della potenza frenante (BHP) su un grafico delle prestazioni della pompa indica la potenza richiesta dalla pompa per funzionare a varie portate. Viene generalmente visualizzato come una curva separata accanto alle curve di prevalenza ed efficienza.

La curva BHP aiuta a selezionare la dimensione del motore appropriata per la pompa, garantendo che il motore possa fornire potenza sufficiente per soddisfare i requisiti della pompa in tutto il suo intervallo operativo. Per determinare la potenza del motore richiesta, individuare il punto sulla curva BHP corrispondente alla portata e alla prevalenza desiderate e selezionare un motore con una potenza nominale pari o leggermente superiore al valore BHP.

Potenza di lavoro

La curva della potenza di lavoro su un grafico delle prestazioni della pompa rappresenta il consumo energetico della pompa a varie portate. Viene generalmente visualizzato come una curva separata accanto alle curve di prevalenza ed efficienza.

La potenza di lavoro aumenta all'aumentare della portata, indicando un consumo energetico maggiore a portate più elevate. La potenza richiesta dalla pompa è determinata dall'intersezione della curva di portata e della potenza di lavoro.

I produttori di pompe forniscono curve di potenza di lavoro per aiutare gli utenti a selezionare la dimensione del motore appropriata per le loro applicazioni di pompaggio. Il sovradimensionamento del motore può portare a inefficienze e maggiori costi energetici, mentre il sottodimensionamento può comportare prestazioni inadeguate e potenziali danni alla pompa.

Potenza viscosa

La potenza viscosa è un fattore critico da considerare quando si seleziona una pompa per fluidi con viscosità maggiore dell'acqua. La viscosità del fluido influisce direttamente sul consumo energetico e sull'efficienza della pompa.

Le curve della pompa in genere presuppongono che il fluido pompato abbia la stessa viscosità dell'acqua, ma molte applicazioni industriali coinvolgono fluidi con viscosità maggiore. All’aumentare della viscosità, la pompa richiede più potenza per mantenere la stessa portata e prevalenza, con conseguente riduzione dell’efficienza e aumento del consumo energetico.

Per tenere conto della potenza aggiuntiva richiesta, i produttori di pompe spesso forniscono fattori di correzione o curve separate per diversi livelli di viscosità.

Utilizzo delle curve della pompa per la selezione della pompa

Tracciare la curva del sistema

Per selezionare la pompa appropriata, tracciare la curva del sistema sul grafico della curva della pompa. La curva del sistema rappresenta la relazione tra la portata richiesta e la prevalenza dinamica totale del sistema, tenendo conto di fattori quali dimensioni, lunghezza e raccordi del tubo.

Selezione della curva della pompa che incontra il flusso e la prevalenza in corrispondenza o in prossimità del BEP

Identificare la curva della pompa che interseca la curva del sistema in corrispondenza o in prossimità del punto di migliore efficienza (BEP). Il funzionamento della pompa al suo BEP o in prossimità di esso garantisce prestazioni, efficienza e longevità ottimali, riducendo il consumo energetico e i costi di manutenzione.

Controllo dell'NPSHR della pompa selezionata rispetto all'NPSHA del sistema

Confrontare la prevalenza netta di aspirazione positiva richiesta (NPSHR) della pompa selezionata con la prevalenza netta di aspirazione positiva disponibile (NPSHA) del sistema. Assicurarsi che l'NPSHA sia maggiore dell'NPSHR per prevenire la cavitazione e mantenere le prestazioni adeguate della pompa.

Considerando efficienza, potenza, velocità e diametro della girante

Valutare l'efficienza, il consumo energetico, la velocità e il diametro della girante della pompa selezionata. Le pompe ad alta efficienza riducono i costi energetici, mentre la curva di potenza indica la dimensione del motore richiesta. Considerare la velocità della pompa e il diametro della girante per garantire la compatibilità con il sistema e ottimizzare le prestazioni.

Curve della pompa per la risoluzione dei problemi

Utilizzo della curva per verificare se la pompa funziona al punto di progettazione

Le curve della pompa forniscono una rappresentazione grafica delle prestazioni di una pompa, consentendo agli utenti di determinare se la pompa funziona alla portata e alla prevalenza progettate. Tracciando la curva del sistema e trovando l'intersezione con la curva della pompa, è possibile verificare se la pompa funziona nel punto di progetto ottimale.

Identificazione di problemi come cavitazione, usura e ricircolo

Le curve della pompa possono aiutare a identificare potenziali problemi come cavitazione, usura e ricircolo. La cavitazione si verifica quando la pressione scende al di sotto della pressione di vapore del liquido, provocando la formazione e il collasso di bolle, con conseguenti danni. L'usura può essere rilevata confrontando la curva della pompa attuale con la curva originale, mentre il ricircolo può essere identificato da un calo nella curva della pompa a basse portate.

Determinare se la pompa è sovradimensionata o sottodimensionata per il sistema

Confrontando la curva del sistema con la curva della pompa, gli utenti possono determinare se la pompa è sovradimensionata o sottodimensionata per l'applicazione. Una pompa sovradimensionata funzionerà con una portata maggiore e una prevalenza inferiore rispetto al punto di progettazione, mentre una pompa sottodimensionata funzionerà con una portata inferiore e una prevalenza maggiore.

Apportare correzioni attraverso la regolazione della girante, i cambiamenti di velocità, ecc.

Se la pompa non funziona al punto di progettazione, è possibile apportare correzioni tagliando la girante, modificando la velocità della pompa o regolando la curva del sistema. La regolazione della girante riduce il diametro della girante, spostando la curva della pompa a sinistra, mentre l'aumento della velocità della pompa sposta la curva a destra. La regolazione della curva del sistema può essere ottenuta modificando le tubazioni, le valvole o altri componenti del sistema.

Insomma

In conclusione, capire come leggere la curva di una pompa è essenziale per selezionare e far funzionare le pompe in modo efficiente. Seguendo i passaggi descritti in questo post del blog, puoi interpretare in modo efficace le curve della pompa e prendere decisioni informate.

Agisci ora e inizia ad applicare queste conoscenze per ottimizzare i tuoi sistemi di pompaggio.