Come leggere una curva della pompa

Le curve di pompaggio sono strumenti essenziali per la selezione e il funzionamento delle pompe centrifughe, ma interpretarle può essere difficile anche per i professionisti più esperti. Una lettura errata di una curva di pompaggio può portare a costosi errori come pompe sottodimensionate, funzionamento inefficiente e guasti prematuri.

In questa guida, sveleremo le curve di pompaggio e forniremo un approccio passo dopo passo per leggerle correttamente. Padroneggiando l'anatomia di una curva di pompaggio e imparando come individuare il punto di funzionamento ottimale, sarai in grado di prendere decisioni informate quando specifichi e risolvi i problemi delle pompe nella tua struttura.

Che cosa è una curva di pompaggio

Una curva di pompaggio è una rappresentazione grafica di un pompa centrifugacaratteristiche di prestazione. Illustra la relazione tra portata, pressione (prevalenza), efficienza e requisiti di potenza della pompa in diverse condizioni operative. Le curve della pompa sono strumenti essenziali per selezionare la pompa appropriata per un'applicazione specifica e ottimizzarne le prestazioni.

I produttori di pompe generano queste curve tramite test approfonditi, misurando le prestazioni della pompa a varie portate mantenendo un diametro e una velocità della girante costanti. I punti dati risultanti vengono tracciati su un grafico, creando una curva che rappresenta le caratteristiche delle prestazioni della pompa.

Anatomia di una curva di pompa centrifuga

Asse X

L'asse x di una curva di pompaggio rappresenta la pompa portata, generalmente misurata in galloni al minuto (GPM) o metri cubi all'ora (m³/h). Spostandosi da sinistra a destra lungo l'asse x, la portata aumenta.

asse Y

L'asse y rappresenta la prevalenza, che è la pressione che la pompa può generare a una data portata. La prevalenza è in genere espressa in piedi (ft) o metri (m) del liquido pompato. La prevalenza diminuisce all'aumentare della portata, formando la curva prevalenza-portata della pompa.

Curva di portata (curva HQ)

La curva prevalenza-portata, nota anche come curva HQ, illustra la relazione tra prevalenza e portata della pompa. Mostra come la prevalenza varia con la portata, con la prevalenza che diminuisce all'aumentare della portata.

Curva di efficienza (curva EQ)

La curva di efficienza, o curva EQ, rappresenta l'efficienza della pompa a diverse portate. L'efficienza è espressa in percentuale e indica quanto efficacemente la pompa converte la potenza in ingresso in lavoro utile. La curva di efficienza in genere raggiunge il picco a una portata specifica, nota come punto di massima efficienza (BEP).

Curva di potenza (curva BHP)

La curva di potenza, spesso definita curva di potenza al freno (BHP), mostra la potenza richiesta dalla pompa a varie portate. La potenza è solitamente misurata in cavalli (HP) o kilowatt (kW). La curva di potenza generalmente aumenta con la portata, poiché è necessaria più potenza per mantenere portate più elevate.

Punto di massima efficienza (BEP)

Il punto di efficienza migliore è la portata a cui la pompa funziona con la massima efficienza. Far funzionare la pompa vicino al suo BEP assicura prestazioni ottimali, consumi energetici ridotti e una maggiore durata della pompa. Il BEP si trova al picco della curva di efficienza.

Curva della prevalenza di aspirazione netta positiva richiesta (NPSHr)

IL prevalenza di aspirazione netta positiva La curva richiesta (NPSHr) indica la pressione minima richiesta all'ingresso della pompa per prevenire cavitazioneLa cavitazione si verifica quando il liquido pompato evapora a causa della bassa pressione, danneggiando i componenti della pompa.

Formula PSI

Nel sistema di unità imperiale, la pressione è misurata in libbre per pollice quadrato (PSI), mentre la testa è misurata in piedi. La formula per convertire tra PSI e piedi di testa è:

Testa (piedi) = PSI x 2,31 / Peso specifico

Dove:

• La prevalenza è l'altezza equivalente di una colonna di liquido che la pompa può sollevare contro la gravità
• PSI è la pressione generata dalla pompa in libbre per pollice quadrato
• 2,31 è un fattore di conversione basato sulla densità dell'acqua a 4°C (39,2°F)
• La gravità specifica è il rapporto tra la densità del liquido e quella dell'acqua. Per l'acqua a 4°C, la gravità specifica è uguale a 1.

Ad esempio, se una pompa genera una pressione di 50 PSI durante il pompaggio dell'acqua, la prevalenza equivalente sarà:

Prevalenza = 50 PSI x 2,31 / 1 = 115,5 piedi

Ciò significa che la pompa può sollevare una colonna d'acqua fino a 115,5 piedi di altezza. Il valore di prevalenza è quello che viene solitamente tracciato sull'asse y di una curva di pompaggio.

Se la pressione è espressa in kPa (kilopascal) anziché in PSI, è necessario utilizzare un fattore di conversione diverso per ottenere la pressione in metri anziché in piedi.

Lettura di una curva di pompaggio: una guida passo passo

Fase 1: Identifica i tuoi requisiti

Prima di esaminare la curva della pompa, definisci chiaramente i requisiti del tuo sistema. I fattori chiave includono:

• Portata richiesta (Q) in galloni al minuto (gpm) o metri cubi all'ora (m³/h)
• Prevalenza dinamica totale (H) in piedi o metri, tenendo conto di testa statica, perdite per attritoe requisiti di pressione
• Proprietà fluide come viscosità, peso specifico e temperatura
• Prevalenza di aspirazione netta positiva disponibile (NPSHa) in base alla progettazione del sistema

Fase 2: Individuare il punto operativo

Sulla curva della pompa, trova il punto in cui la portata richiesta (Q) interseca la prevalenza dinamica totale (H). Questa intersezione è nota come punto operativo o punto di lavoro. Indica la prevalenza e la portata che la pompa produrrà nel tuo sistema.

Fase 3: determinare l'efficienza

Traccia una linea verticale dal punto operativo per intersecare le curve di efficienza (EQ). Ciò indicherà l'efficienza della pompa alla portata richiesta. Un'efficienza più elevata significa meno consumo di energia e costi operativi inferiori. Cerca di selezionare una pompa che funzioni vicino al suo punto di massima efficienza (BEP).

Passaggio 4: calcolare i requisiti di potenza

Dal punto operativo, tracciare una linea orizzontale verso sinistra per intersecare la curva di potenza (BHP). Ciò indicherà il freno potenza necessaria per azionare la pompa alla portata e alla prevalenza specificate. Assicurarsi che il motore selezionato abbia potenza sufficiente per gestire questo requisito.

Passaggio 5: controllare NPSHr

Individua la curva NPSHr che corrisponde al diametro della girante e alla portata. L'NPSHr rappresenta la pressione minima richiesta all'ingresso della pompa per prevenire la cavitazione. Assicurati che l'NPSHa del tuo sistema superi l'NPSHr della pompa di un margine appropriato, in genere un minimo di 1-2 piedi o 0,3-0,6 metri.

Fase 6: comprendere l'intervallo operativo

Le pompe funzionano in modo più efficiente e affidabile entro un intervallo specifico attorno al punto di massima efficienza (BEP). Operare troppo a sinistra o a destra del BEP può portare a una riduzione dell'efficienza, a una maggiore usura e a potenziali danni. Come regola generale, punta a far funzionare la pompa tra 70% e 120% della sua portata BEP.

Qual è la relazione tra la potenza della curva della pompa e la portata?

La relazione tra potenza e portata su una curva di pompaggio non è lineare. All'aumentare della portata, la potenza richiesta aumenta in genere, ma a una velocità maggiore. Questo perché la potenza è proporzionale al cubo della portata (P ∝ Q³).

Sulla curva della pompa, la curva della potenza (BHP) partirà da un valore basso, con portata zero, e aumenterà esponenzialmente all'aumentare della portata.

È importante notare che l'efficienza della pompa varia anche con la portata. Il punto di migliore efficienza (BEP) si verifica a una portata specifica in cui la pompa funziona in modo più efficiente. Operare troppo al di sotto o al di sopra della portata BEP comporterà una riduzione dell'efficienza e un maggiore consumo di energia per unità di portata.