Pompe idrauliche: funzionamento e principali parametri
Le pompe idrauliche sono uno dei sistemi più diffusi per il trasferimento di liquidi in grandi quantità: dal travaso di vino, olio, latte, miele, ecc in ambito alimentare, allo stoccaggio di gasolio, benzina, ecc nelle stazioni di servizio fino alle operazioni di bonifica zone allagate, o recupero acqua dai pozzi in agricoltura, le pompe di aspirazione e travaso hanno un ruolo chiave nel mondo professionale. Quando la forza manuale non è più sufficiente, entrano in azione le elettropompe. Il loro funzionamento è strettamente legato alle dinamiche di trasferimento di liquidi tra due recipienti, per cui i principali fattori da prendere in considerazione sono:
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tipologia di liquidi : aspirare o travasare acque chiare o acque nere è ben diverso, poichè le seconde richiedono pompe con prestazioni superiori, allo stesso modo bisogna distinguere tra liquidi alimentari (olio, vino, birra, latte, miele, ecc) e liquidi non alimentari: benzina, idrocarburi, sostanze chimiche corrosive e infiammabili (detergenti, detersivi, acidi e basi)
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viscosità del liquido, ovvero la misura della resistenza opposta dal fluido nel passare attraverso un condotta. Agli estremi troviamo il miele (estremamente viscoso) e le acque chiare (pochissimo viscose). A viscosità medio-alta: oli vegetali, acque fangose, a viscosità bassa: benzina, gasolio, ecc.
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densità: il peso di 1 L di liquido
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temperatura del liquido
E' fondamentale sapere con quali liquidi si dovrà lavorare, perchè ogni pompa è strutturata per trasferire determinate tipologie di liquidi, a determinata viscosità, temperatura, ecc.
Le pompe per liquidi alimentari, ad esempio, non devono contaminare il liquido, nè alterarne le caratteristiche organolettiche, il sapore, il profumo, ecc. Per questo motivo, sono indicate le pompe acciaio inox.
Per liquidi chimici corrosivi, idrocarburi, ecc si devono scegliere pompe i cui materiali e guarnizioni di tubi e corpo pompa siano resistenti e durevoli, senza rischio di perdite di liquido potenzialmente dannose nell'ambiente.
Ma come funzionano in concreto le pompe idrauliche?
Immaginiamo di dover travasare un liquido dal contenitore A al contenitore B posti a due altezze differenti. Il tubo di collegamento tra il serbatoio A e la pompa è il tubo di aspirazione, mentre il tubo che rilascia il liquido dalla pompa al contenitore B prende il nome di tubo di mandata. Il dislivello tra i due contenitori è espresso con la lettera h. Se la pompa si trova in posizione ribassata rispetto al contenitore A, il liquido scorre nei tubi della pompa con la forza di gravità, me se la stessa si trova in posizione più alta, deve aspirare il liquido.
Tuttavia, prima di azionare la pompa, il tubo di aspirazione è sempre pieno d'aria. Per questo motivo, esistono sul mercato le pompe elettriche autoadescanti, che prima di pompare il liquido aspirano tutta l'aria dal tubo di aspirazione, per poi rilasciare il liquido con il tubo di mandata. Sono adatte come pompe di travaso per ambienti in cui vi è necessità di pompare liquidi da diverse cisterne.
Le pompe idrauliche non autodescanti, quali le pompe centrifughe, al contrario hanno bisogno di essere riempite di liquido nel tubo di aspirazione: è il caso ad esempio delle pompe di aspirazione acqua dai canali per uso agricolo.
Portata e prevalenza pompe idrauliche : cosa sono
I due parametri fondamentali da prendere in considerazione per l'acquisto delle pompe professionali, sono portata e prevalenza.
La portata, espressa con la lettera Q, indica la quantità di fluido che viene movimentata in un dato intervallo di tempo, misurata in L/min (litri al minuto). Maggiore è la portata, maggiore è la quantità di liquido che si può trasferire in tempo minore, e migliori le prestazioni della pompa.
La prevalenza indica il dislivello (indicato con la h) tra punto di prelievo del liquido e punto di rilascio (o di mandata). E' un parametro complesso che abbiamo semplificato per miglior comprensione, ma esso è calcolato tenendo conto anche di: lunghezza e diametro dei tubi della pompa, e tipologia di liquidi da travasare.
Nelle pompe idrauliche, la portata è strettamente correlata alla prevalenza; questo esempio spiega meglio come varia la portata della pompa al variare dell'altezza dei due serbatoi:
nel seguente grafico, vediamo rappresentate portata e prevalenza di una pompa autoadescante per il travaso di liquido posto su un serbatoio a terra, con rilascio ad altezze differenti, rappresentate sull'asse verticale della prevalenza h. Ponendo il caso di dover trasferire il liquido ad un'altezza di 6 m, individuiamo il punto corrispondente sull'asse della prevalenza e andiamo a intercettare verso destra la curva della pompa. Da qui, individuiamo il valore corrispondente sull'asse orizzontale della portata, che corrisponde a 106 litri al minuto.
Per calcolare quanto tempo impiega la pompa a svuotare una cisterna da 2000 litri trasferendone il contenuto alla stessa altezza, ci basterà dividere il contenuto per la portata, pertanto: 2000:106= 18,86 minuti.
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