Lettura di una curva di una pompa centrifuga
La scelta della pompa centrifuga corretta per la propria applicazione è fondamentale per massimizzare le prestazioni a lungo termine. La pompa sbagliata non solo funzionerà in modo inefficiente, ma può guastarsi prematuramente perché non è ideale per l'applicazione's condizioni.
L'identificazione della pompa migliore per la propria applicazione inizia con l'esame della curva della pompa, che indica come funzionerà una pompa rispetto a velocità specifiche di prevalenza e portata. La corretta interpretazione di questi dati è l'unico modo per prendere decisioni informate sulla scelta della pompa, il dimensionamento del motore, le strategie di consumo energetico e altri fattori. Prima di leggere una curva della pompa, è necessario raccogliere le seguenti informazioni per un determinato sistema:
· la portata richiesta in galloni al minuto (gpm)
· le dimensioni dei tubi e i componenti del sistema appropriati
· la testa del sistema in piedi
Dopo aver effettuato questi calcoli, è il momento di trovare una pompa che funzioni in modo efficiente entro i parametri del sistema.
Termini di base: curva della pompa, BEP e curve di sistema
UN curva della pompa denota il flusso sull'asse x (orizzontale) e la pressione sull'asse y (verticale). La curva inizia nel punto di portata zero, o prevalenza di intercettazione, e scende gradualmente fino a raggiungere il punto di runout della pompa o la portata massima.
La pompa'è operativo"Punto dolce,"o punto di miglior efficienza (BEP), si trova generalmente vicino al centro della curva. Le pompe sono le più efficienti e hanno la più alta aspettativa di vita quando possono funzionare vicino al loro BEP, come determinato dal produttore. Tipicamente, l'area sulla curva tra il 70 e il 120 percento del BEP è nota come regione operativa preferita (POR) per la pompa.
Una seconda curva, chiamata curva di sistema, viene utilizzata insieme alla curva della pompa e può essere sovrapposta allo stesso grafico. La curva del sistema rappresenta la prevalenza del sistema nell'applicazione specifica a varie portate e viene calcolata determinando il sistema's prevalenza statica e perdita di attrito.
Su una curva del sistema, all'aumentare della portata si ha un corrispondente aumento della prevalenza del sistema, o pressione richiesta per far muovere il liquido. L'energia utilizzata per superare la resistenza al flusso è indicata come perdita di carico (o pressione) dovuta all'attrito.
La sovrapposizione della curva del sistema sulla curva della pompa indica le prestazioni della pompa data una portata e una pressione di prevalenza specifiche, a seconda della posizione della valvola di controllo della pompa e del diametro della girante. Il punto in cui la curva della pompa e la curva del sistema si intersecano sul grafico indica la pompa's punto operativo effettivo in quel particolare sistema.
Immagine 1. Curva a velocità singola (Immagini per gentile concessione di Grundfos)
Per illustrare, considerare il seguente esempio e fare riferimento alla curva di velocità singola visualizzata nell'immagine 1:
· un flusso di 9.000 gpm
· una testa di 180 piedi
Individua 9.000 gpm sull'asse x e seguilo fino a quando non si interseca con 180 piedi di testa sull'asse y. Il punto di intersezione cadrebbe verso il centro della curva e probabilmente si troverebbe all'interno del POR, rendendo la pompa una buona scelta per questa applicazione di esempio.
Sarebbe importante confermare che di fatto rientra nel POR verificando il produttore'linee guida.
Lo stesso grafico può rappresentare come la pompa's le prestazioni cambieranno se il diametro della girante viene ridotto o allargato. Il diametro è espresso in pollici adiacenti alla rispettiva curva. Una modifica del diametro della girante non influisce sulla curva del sistema, che si sposta solo in caso di modifica della prevalenza del sistema, ad esempio una valvola chiusa. I punti di intersezione sono dove la pompa funzionerà ad ogni diametro.
Si noti che è consentito modificare il diametro della girante, nonché le condizioni del sistema, purché le prestazioni della pompa rientrino ancora nel POR. Esiste un intervallo più ampio della curva della pompa identificata come regione operativa consentita (AOR), in cui può essere consentito e vantaggioso azionare la pompa. Normalmente rientra tra la linea di flusso minimo continuo stabile (MCSF) e la linea di runout. Se le prestazioni della pompa non rientrano in quella zona, cercare un'altra pompa.
Altri elementi della curva della pompa
Oltre a tracciare le curve della pompa e del sistema, un grafico della curva della pompa fornisce altri elementi importanti per la scelta del prodotto corretto per la propria applicazione.
Curva di efficienza: La curva di efficienza della pompa rappresenta una pompa's efficienza su tutta la sua gamma operativa. L'efficienza è espressa in percentuali a destra del grafico della curva. Il BEP è rappresentato dalla curva di efficienza's picco, con efficienza in calo quando la curva si allontana, a destra oa sinistra, dal BEP. Conoscere la percentuale di efficienza aiuterà anche a calcolare la potenza richiesta per un'applicazione.
Linee di efficienza ISO: Le linee dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) sono curve ellittiche concentriche che indicano la stessa efficienza su un grafico della curva della pompa. Sono usati come un altro mezzo per rappresentare come i livelli di efficienza cambiano lungo una curva della pompa quando si allontana dal BEP o se il diametro della girante viene ridotto.
Curva di potenza: La curva di potenza rappresenta il carico che la pompa impone all'azionamento in un determinato punto della curva della pompa e aiuta con il corretto dimensionamento del motore. È rappresentato come un grafico a curva separato e aumenta gradualmente verso il suo carico di picco, che è tipicamente vicino al BEP con la maggior parte dei tipi di pompe rotodinamiche. Successivamente, diminuisce man mano che si avvicina al punto di runout.
Curva di aspirazione netta positiva: La prevalenza netta di aspirazione richiesta (NPSHr) indica quanta forza è necessaria per spingere il liquido nell'occhio della girante della pompa. Viene visualizzato in piedi sotto il grafico della curva della pompa principale. Conoscere la quantità corretta di NPSHr impedirà alla pompa di cavitare, vibrare e guastarsi prematuramente.
Pompe a velocità variabile
Finora sono state prese in considerazione solo pompe fisse a velocità singola. Ora diamo una breve occhiata alla curva di velocità variabile, mostrata nell'immagine 2.
Immagine 2. Curva di velocità variabile
Quando annotate sul grafico, le varie velocità sono rappresentate in rpm da curve separate. Quando la velocità viene ridotta, le curve della pompa a velocità variabile aiutano a prevedere quali saranno le riduzioni corrispondenti alla portata e ai livelli di prevalenza, in base ai loro punti di intersezione con la curva del sistema. Lungo l'arco di curva dell'impianto, le riduzioni continuano fino a quando la portata e la prevalenza non raggiungono lo zero e il numero di giri della pompa si arresta. È inoltre possibile aggiungere ulteriori curve di sistema per illustrare, ad esempio, l'impatto di varie valvole di zona che si aprono e si chiudono come in un sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento (HVAC). Si noti che, a seconda del tipo di controllo della velocità utilizzato, la pompa può funzionare su una curva di controllo diversa da quella del sistema.
I termini e le considerazioni di cui sopra non possono coprire tutti gli scenari che uno specificatore può incontrare. Tuttavia, la loro comprensione aiuterà a fornire una solida base per interpretare una curva di pompaggio.
Questo, a sua volta, favorirà decisioni corrette quando si selezionano e si specificano le pompe.
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