Le pompe sono macchine usate per sollevare un fluido da un livello basso ad uno più alto oppure per inviare liquidi da un serbatoio di bassa pressione ad uno di alta pressione; ne esistono modelli diversi, come le pompe centrifughe e assiali.Le pompe ricevono energia da una sorgente esterna (motore elettrico, turbina a vapore, motore a compressione interna…) e la trasferiscono al fluido.

Variabili che descrivono il funzionamento delle pompe

Per descrivere una macchina il modo più semplice è usare grandezze adimensionali. Infatti la correlazione tra alcune grandezze è implicita nel sistema dimensionale e ciò ci porterebbe a sovrastimare il numero di variabili indipendenti andando a complicare il problema.

I numeri adimensionali che si usano solitamente sono:

-Il coefficiente di carico (ψ)

formula coefficiente di carico

dove gh è la prevalenza, n è il numero di giri e D è il diametro

-Il coefficiente di portata (φ)

formula coefficiente di portata

dove Q è la portata

-Il rendimento (η)

In questo modo invece di avere una curva di funzionamento per ogni pompa è possibile collassare tutte le curve di una stessa famiglia (al variare di numero di giri (n) e diametro (D)) in una unica.

curve di funzionamento nel caso adimensionale

Fig 1: Confronto tra le curve di funzionamento nel caso dimensionale e adimensionale

Grande importanza assume la curva di rendimento e in particolare il punto di massimo chiamato BEP (Best Efficiency Point). Appare quindi logico che la famiglia di macchine considerata sia individuata dalle grandezze adimensionali corrispondenti a questo punto.

Rendimento delle pompe centrifughe

Per decidere la pompa più giusta alla nostra applicazione conviene considerare il grafico riportato in figura 2. Esso mette in relazione il rendimento con la velocità specifica ωs:

relazione rendimento e velocità specifica

Tendenzialmente avremmo ωs piccole quando la portata è bassa ma il salto motore è elevato (pompe centrifughe) mentre ωs grandi corrispondono al caso opposto (pompe assiali o elicopompe).

Come si può dedurre dal grafico, le pompe centrifughe hanno il rendimento più alto per valori bassi di ωs (intorno a 0.75) mentre le pompe assiali hanno efficienza più alta per grandi valori di ωs.

efficienza di pompe centrifughe e pompe assiali

Fig.3: Confronto efficienza tra pompe centrifughe e assiali

Un altro parametro molto importante per decidere la pompa da utilizzare è il diametro specifico Ds:

formula diametro specifico pompe

diametro specifico diagramma baliè

Fig.3: Diagramma baliè

Noti ωs e Ds si può utilizzare il Diagramma di Baljè per vedere il tipo di pompa da utilizzare ma soprattutto il rendimento che si avrà. La linea nera corrisponde al rendimento massimo mentre quelle blu sono le curve iso-rendimento. Se con i valori di ωs e Ds si ottiene un’efficienza troppo bassa, si può andare ad agire sul numero di giri o sul diametro per cercare di avvicinarsi il più possibile al punto di ottimo.

ASV Stubbe propone pompe centrifughe, sia ad asse orizzontale, sia ad asse verticale, adatte a fluidi molto corrosivi. Le pompe ad asse verticale sono indicate soprattutto quando bisogna estrarre acqua dal sottosuolo oppure in tutti i casi in cui lo spazio di istallazione è limitato. Infatti questo tipo di pompe minimizza gli ingombri garantendo allo stesso tempo un’elevata efficienza di pompaggio.