Come scegliere la pompa giusta?

Come scegliere una pompa?

Per scegliere una pompa che soddisfi le tue esigenze, devi determinarne le caratteristiche in base all'uso.

Prima di tutto, devi determinare quale fluido verrà trasferito al fine di evitare fenomeni di corrosione e quindi un'usura prematura della tua pompa. È quindi essenziale conoscere la composizione chimica del fluido da pompare, la sua viscosità e la possibile presenza di componenti solide. Una conoscenza approfondita di tutte le proprietà fisiche del fluido trattato ti permetterà di scegliere la tecnologia ideale per la tua applicazione e i materiali di costruzione compatibili con il fluido pompato. Esistono tabelle di compatibilità chimica da consultare prima di scegliere la custodia della tua pompa. Successivamente, dovresti verificare le caratteristiche legate al trasporto del fluido, in particolare:

• Il flusso di cui hai bisogno generalmente misurato in m3/h (metri cubi all'ora) o GPM (galloni al minuto), il flusso influenza necessariamente le dimensioni e le dimensioni della tua pompa;
• La testa di aspirazione (altezza tra l'ingresso del tubo di aspirazione e la pompa): come regola generale, la testa di aspirazione non deve superare i 10 metri. Oltre questo, è necessario considerare l'utilizzo di una pompa sommersa.
• La testa di scarico (altezza tra la pompa e l'uscita del tubo di scarico).
• La lunghezza del circuito di scarico.
• Perdite di carico legate agli ostacoli sul circuito di pompaggio (valvole, curve, ecc.).
• Se c'è un serbatoio di scarico o meno potrebbe cambiare la testa.
• La temperatura dipende quindi dalla scelta della custodia della pompa.

Questi diversi valori ti permettono di calcolare il NPSHa (Net Positive Suction Head disponibile) dell'impianto. Questo ti permetterà di scegliere una pompa adatta ed evitare qualsiasi rischio di cavitazione. Dovrai anche controllare l'efficienza, che deve essere ottimale al 30% in più o in meno rispetto alla portata nominale desiderata.

Di che tipo di fluido ho bisogno di pompare?

Il fluido che deve essere trasportato è molto importante nella scelta di una pompa poiché le caratteristiche della pompa dipendono dalla sua viscosità (cioè la resistenza del fluido a un flusso uniforme), dalla sua temperatura di aspirazione e dalla presenza o meno di elementi solidi al suo interno. Dovrai determinare se il fluido da trasportare è neutro chimicamente o corrosivo per scegliere la pompa progettata per operare in queste condizioni.

Come regola generale, più viscoso è il fluido, più difficile è il flusso attraverso il tuo sistema di pompaggio, ma attenzione, la viscosità del fluido varia a seconda delle condizioni operative. Ci sono 4 gruppi principali di fluidi in base al livello di viscosità; nel primo gruppo ci sono fluidi come acqua, olio o alcol che si muovono allo stesso modo indipendentemente dalla velocità o dal livello di agitazione. Per questi tipi di utilizzi non avrai molte restrizioni nella scelta della tua pompa. Nel secondo gruppo ci sono alcuni prodotti alimentari come burro o panna la cui viscosità aumenta con l'agitazione; quindi, in questi casi, una pompa centrifuga standard non sarà adatta per il flusso del fluido. Il terzo gruppo include fluidi che hanno una soglia da superare prima di fluire. Una volta raggiunto questo punto, la viscosità diminuisce con l'agitazione. Adesivi, vernici e grassi fanno parte del quarto gruppo che sono molto densi a riposo, ma la loro viscosità diminuisce se viene mantenuta un'agitazione costante.

Generalmente, per fluidi a bassa viscosità (primo e secondo gruppo) le pompe centrifughe sono le più adatte perché l'azione di pompaggio genera un'elevata velocità di taglio del fluido, man mano che la viscosità aumenta sarà necessario tenere conto della resistenza aggiuntiva che il fluido eserciterà sulla velocità di taglio. D'altra parte, le pompe a mandata positiva sono la scelta migliore per fluidi viscosi (terzo e quarto gruppo) perché operano a velocità più basse e l'energia di taglio trasferita ai fluidi è inferiore rispetto a quella delle pompe centrifughe.

Quali sono i diversi tipi di pompe?

Ci sono diversi tipi di pompe, ovvero:

• Pompe centrifughe (il fluido è aspirato da una ruota a pale o da una elica); sono il modello più comune.
• Pompe a membrana (il fluido è aspirato dall'oscillazione di una membrana).
• Pompe a pistone (il fluido è aspirato e scaricato dal movimento alternativo di uno o più pistoni).
• Pompe peristaltiche (il fluido è spinto in un tubo compresso da rulli rotanti).
• Pompe a ingranaggi (il fluido è aspirato e scaricato dalla rotazione di un rotore e pignone o da due pignoni che ruotano in direzioni opposte).

Ci sono anche pompe dedicate a utilizzi specifici, che incorporano i vari principi di funzionamento descritti in precedenza, ad esempio:

• Pompe dosatrici, o pompe dosatrici, sono utilizzate per iniettare un fluido in modo preciso e accurato.
• Le pompe di sollevamento sono utilizzate ad esempio per evacuare le acque reflue.
• Le pompe per fusti sono utilizzate per trasferire un fluido contenuto in un tamburo o in un contenitore.
• Le pompe di lubrificazione, come suggerisce il nome, sono utilizzate per gestire la lubrificazione di un sistema.
• Le pompe sommerse aspirano direttamente il fluido nella pompa, quindi non sono limitate dall'altezza di aspirazione.

Quando dovresti usare una pompa centrifuga?

Puoi considerare l'uso di una pompa centrifuga se devi pompare un fluido con bassa viscosità e potenzialmente contenente elementi solidi. Le pompe centrifughe sono attrezzature robuste che offrono generalmente un'ottima efficienza.

Questo tipo di pompa può pompare grandi volumi e a flusso costante. Generalmente non sono autoadescanti. È quindi necessario riempire il circuito in modo indipendente prima che la pompa venga messa in funzione.

Puoi anche considerare questo tipo di pompa per fornire un impianto di trattamento delle acque reflue o per trasportare fluidi densi o detergenti, come nell'industria petrolchimica.

Quando dovresti usare una pompa peristaltica?

Puoi considerare l'uso di una pompa peristaltica, ideale per fluidi puliti, sterili o aggressivi, quando devi garantire che il fluido pompato non venga contaminato da un agente esterno. Queste pompe ti consentono anche di dosare il fluido in modo preciso. Con questo tipo di pompa, il fluido si muove attraverso un tubo e non è a contatto con il corpo della pompa, garantendo così una soluzione di pompaggio igienica.

Queste sono pompe autoadescanti, poiché il recupero del tubo crea un'azione di autoadescamento e consente alla pompa di evacuare fluidi contenenti aria o eventuali residui gassosi.

D'altra parte, questo tipo di pompa è relativamente ingombrante rispetto ad altre pompe con flussi simili. Inoltre, il flusso non è costante perché la pompa peristaltica opera con pulsazioni. Questo tipo di pompa richiede anche una manutenzione regolare per evitare l'usura del tubo nel corpo della pompa, ma il tubo è l'unico elemento che deve essere sostituito, il che rappresenta un costo relativamente basso.

Le pompe peristaltiche operano generalmente a bassi flussi. Sono principalmente utilizzate nell'industria chimica e nel campo medico.

Quando dovresti usare una pompa a diaframma?

Puoi considerare l'uso di una pompa a diaframma quando devi trasportare media molto viscosi o molto densi. Generalmente queste pompe sono a doppio diaframma per consentire l'aspirazione e quindi il trasporto del fluido. Queste pompe possono funzionare a secco: non richiedono lubrificazione e sono autoadescanti. Queste pompe sono principalmente utilizzate nell'industria chimica, ma sono estremamente flessibili e vengono ora utilizzate in molti settori come l'industria alimentare, l'elettronica e l'industria mineraria.

Generalmente, le pompe a diaframma ad alta capacità sono azionate pneumaticamente. Pertanto, è opportuno verificare la capacità della rete pneumatica se la pompa deve essere utilizzata in un edificio industriale, oppure fornire un compressore d'aria nelle vicinanze se è necessario utilizzare la pompa all'aperto.

Quando dovresti usare una pompa a ingranaggi?

Puoi utilizzare una pompa a ingranaggi quando devi trasportare liquidi viscosi ad alta pressione, se non contengono particelle solide. Sono quindi adatte per pompare materiali altamente viscosi a temperature elevate e hanno anche la capacità di invertire la direzione di pompaggio.

Queste pompe sono caratterizzate da un flusso costante con molto poco rumore durante il funzionamento. Queste pompe sono generalmente affidabili e compatte con un design semplice, quindi la loro manutenzione non sarà molto costosa. Tuttavia, non sono ideali per utilizzi ad alto flusso.

Sono ampiamente utilizzate nell'industria automobilistica per lubrificare tutte le parti del motore. Sono spesso utilizzate anche nel settore della lavorazione della plastica, nelle presse automatiche o nel settore delle fonderie. Queste pompe possono anche svolgere una funzione di dosaggio.

Quando dovresti usare una pompa a pistone?

Le pompe a pistone possono essere utilizzate per media a bassa viscosità e flusso medio (nell'ordine di 80 m³/h). Inoltre, il pompaggio di particelle solide è impossibile con questo tipo di attrezzatura perché la pompa può garantire un corretto funzionamento solo se la tenuta tra il cilindro e il pistone è perfetta.

Per utilizzi ad alta pressione, puoi optare per una pompa a pistone, che si differenzia dalle pompe a pistone in quanto la tenuta non si muove con il pistone, è fissa e quindi in grado di resistere a pressioni più elevate.

Ci sono diverse versioni di pompe a pistoni multiple (duplex, triplex, ecc.) che garantiscono una vita più lunga alla pompa perché la pressione è distribuita su più pistoni. In questi casi, fai attenzione alla velocità di rotazione perché quando scegli di ridurre il numero di pistoni per raggiungere lo stesso livello di pressione, la velocità sarà più elevata e, di conseguenza, potrebbero esserci pulsazioni più elevate.

Queste pompe sono quindi ideali per raggiungere alte pressioni e sono quindi molto adatte per applicazioni come il pompaggio di olio, pulitori ad alta pressione o per applicazioni di dosaggio come alternativa alle pompe a diaframma.

Come scegliere tra una pompa sommersa e una pompa montata in superficie?

Scegliere tra una pompa sommersa e una pompa montata in superficie dipende dall'altezza totale di aspirazione. Se il fluido da aspirare è più profondo di 7 metri, allora sarà necessario utilizzare una pompa sommersa poiché una pompa montata in superficie non sarebbe in grado di estrarre un fluido a questa profondità.

D'altra parte, se l'altezza di aspirazione consente l'uso di entrambi i tipi di pompa, la scelta dovrebbe essere fatta in base all'applicazione, alle condizioni ambientali e alla frequenza di utilizzo. Le pompe montate in superficie consentono un facile accesso e quindi sono più facili da mantenere. Tuttavia, le condizioni di installazione possono influenzare le prestazioni della pompa. È quindi necessario fornire protezione contro il maltempo e possibili agenti esterni.

Un altro svantaggio delle pompe montate in superficie è la necessità di priming, mentre nel caso di una pompa sommersa il corpo è immerso nel liquido da pomparsi e quindi è già in fase di priming.

Nel caso di una pompa montata in superficie, è possibile optare per una pompa autoadescante quando il circuito non può essere autonomamente messo in pressione. Questo tipo di pompa è dotato di un meccanismo per rimuovere l'aria dal tubo di aspirazione e di una valvola di non ritorno per evitare che il liquido torni nel tubo di aspirazione quando la pompa è ferma.

Quali sono i principali motori utilizzati per le pompe?

Le pompe in generale hanno due parti distinte: la parte della pompa stessa, che trasporta il fluido, e la parte di motorizzazione, che aziona la pompa.

Le pompe elettriche che utilizzano un motore elettrico sono le più comuni. L'alimentazione dipende in particolare dall'altezza (altezza di aspirazione e altezza di mandata), dalle perdite di carico, dalla distanza di trasporto e dal flusso.

Le pompe autonome sono generalmente pompe motorizzate dotate di un motore a combustione. A differenza di una pompa convenzionale che richiede una fonte esterna di energia, una pompa motorizzata è una pompa, generalmente centrifuga, associata a un motore a combustione (diesel o benzina), che la rende autonoma nel suo utilizzo. Questo tipo di pompa è principalmente utilizzato in agricoltura e nella preparazione per emergenze per combattere gli incendi. Le pompe motorizzate sono anche utili come rilè quando il liquido deve essere trasportato su lunghe distanze.

Esistono anche pompe pneumatiche che funzionano con aria compressa; queste pompe sono principalmente utilizzate per aumentare la pressione in un circuito. Senza fare riferimento alle pompe manuali, alcune pompe possono essere vendute senza motore. È quindi necessario fornire il sistema che consentirà loro di funzionare.

Come evitare la cavitazione della pompa?

La cavitazione si verifica quando il liquido pompato è vicino al suo punto di ebollizione (cioè la sua trasformazione in gas, che dipende dalla temperatura del liquido e dalla pressione a cui è sottoposto). La cavitazione è causata dalla formazione di bolle di vapore che implodono e possono danneggiare rapidamente la pompa e generare rumore fastidioso.

È quindi importante verificare che la pompa sia ben adattata alla configurazione complessiva dell'installazione e in particolare all'altezza di aspirazione. Per evitare la cavitazione della pompa, è preferibile prevedere la formazione di bolle di gas controllando che la pompa sia dimensionata correttamente per l'installazione. Ciò richiede il calcolo di un valore chiamato NPSHa (Net Positive Suction Head disponibile), che dipende dal flusso, dalla pressione, dalle perdite di carico e dall'aspirazione così come dalla mandata. Il produttore della pompa indica un valore chiamato NPSHr (Net Positive Suction Head richiesto). Entrambi i valori sono espressi in metri e affinché la pompa sia dimensionata correttamente, è necessario verificare che il NPSHa calcolato sia almeno 0,5 m più alto del NPSHr.

Se si verifica ancora un problema di cavitazione, è possibile considerare alcune modifiche che aumenteranno il NPSHa, come ad esempio:

• Ridurre la temperatura del fluido all'ingresso della pompa (ad esempio aggiungendo un anello di raffreddamento).
• Ridurre la velocità della pompa.
• Installare un tubo di aspirazione con un diametro più grande.
• Riduzione delle perdite di carico (causate in particolare dalla frizione) eliminando curve e valvole non necessarie.

È anche possibile ridurre il NPSHr adottando i seguenti passaggi, ad esempio:

• Ridurre il diametro del tubo di scarico.
• Installare una valvola a farfalla sul circuito di scarico.
• Sostituire la pompa esistente con una pompa meglio adattata alle condizioni operative.