La potenza di una pompa, nota anche come potenza assorbita, rappresenta l’energia impartita al fluido pompato per aumentarne la velocità e la pressione. Tutte le pompe idrauliche, al fine di spostare e aumentare la pressione di un fluido, consumano energia. La potenza richiesta dalla pompa dipende da una serie di fattori accessori della pompa stessa, tra cui l’efficienza del motore della pompa e la pressione. Ulteriori fattori che influiscono sulla potenza della pompa fanno riferimento alle caratteristiche di densità, viscosità e portata del fluido trasportato. Questo articolo fornisce una serie di informazioni utili a capire la potenza necessaria di una pompa e approfondisce le diverse metodologie di calcolo del fattore “potenza pompa”.
Fattori che influiscono sulla potenza di una pompa
Le pompe non sono in grado di trasferire tutta l’energia che ricevono; a causa degli attriti, dissipazioni, turbolenze; per cui l’energia assorbita nell’unità di tempo dal motore, chiamata potenza assorbita, sarà maggiore di quella effettivamente acquistata dal liquido. Il rapporto tra la potenza utile e la potenza assorbita definisce il rendimento della pompa. Il rendimento totale di una pompa considera le perdite di carico interne alla macchina. Queste perdite sono di tre tipologie, nello specifico:
- IDRAULICHE
- VOLUMETRICHE
- MECCANICHE
Perdite di potenza idrauliche:
Le perdite idrauliche sono dovute alla diminuzione di energia per urti e attriti del liquido in movimento all’interno della pompa.
Perdite di potenza volumetriche:
Le perdite volumetriche sono dovute alla portata di liquido che, pur essendo stato “lavorato” dalla pompa, non viene convogliato nella tubazione di mandata, PORTATA DI FUGA, per effetto:
- Dei giochi tra organo mobile e fisso
- Del ritardo nella chiusura delle valvole
- Della perfetta tenuta delle guarnizioni
- Per la presenza di gas e vapori che si liberano all’ingresso a causa della depressione di aspirazione e/o della temperatura per i liquidi caldi
Perdite di potenza meccaniche:
Le perdite meccaniche sono dovute agli attriti e alle resistenze meccaniche in genere e principalmente ai cuscinetti a sfera.
Il rendimento di una pompa
Il rendimento di una pompa può essere definito come il rapporto fra la potenza utile e la potenza assorbita. Nello specifico il rendimento è la capacità della pompa di trasformare energia meccanica in energia idraulica (efficienza), rappresenta la relazione tra la potenza fornita al fluido pompato (potenza idraulica) e la potenza del motore, quest’ultimo deve avere una potenza superiore a quella che si intende applicare al fluido, in modo da sopperire alla dissipazione. Il rendimento di una pompa idraulica può essere calcolato a seconda della tecnologia di progettazione. Nello specifico è possibile calcolare il rendimento meccanico, elettrico e volumetrico di una pompa.
Rendimento pompa meccanico
Il valore di rendimento meccanico di una pompa tiene conto degli attriti tra gli elementi meccanici che costituiscono la pompa.
Solitamente assume valori compresi tra 0.88 e 0.96, abbastanza alti: del resto, la riduzione degli attriti è un obiettivo chiave anche per la salvaguardia della durata e dell’affidabilità della pompa stessa.
Rendimento pompa elettrico
Questo valore rappresenta il rendimento del motore elettrico della pompa, solitamente attorno a 0.9.
Rendimento pompa volumetrico
Il rendimento volumetrico di una pompa è usato per quantificare le perdite di volume di fluido dovuto ai giochi tra girante della pompa e il relativo corpo. Solitamente raggiunge valori compresi tra 0.9 e 0.96.
Metodo di calcolo della potenza pompa
Definiti questi valori, il rendimento totale della pompa sarà dato dal prodotto tra i vari rendimenti:
ηt = ηm * ηel * ηvol
Si può ora passare a calcolare la potenza di una pompa.
Teoricamente la potenza è definita come il lavoro che la macchina deve compiere per spostare una massa di fluido nell’unità di tempo.
La formula della potenza di una pompa è:
L = lavoro (joule)
g = accelerazione di gravità (m/s2)
ρ = densità del fluido (kg/dm3)
t = tempo (s)
Hm = le perdite totali dell’impianto (m)
M = massa (kg)
Qm = portata volumetrica (m3/s)
La potenza della pompa che si ottiene è espressa in watt (o in kilowatt, dove 1 kW = 1000 W). Se si vuole tenere conto delle varie perdite, è necessario dividere tale potenza per il rendimento totale.
Scegliere una pompa con l’adeguata potenza
Come abbiamo visto, effettuare il calcolo della potenza di una pompa centrifuga è abbastanza semplice. Conoscendo le diverse caratteristiche e applicando le formule riportate in questo articolo è possibile identificare correttamente i valori necessari. Tuttavia, scegliere una pompa con la potenza adeguata e necessaria alle specifiche esigenze applicative può essere più complicato. In questo caso il nostro team può offrire una consulenza personalizzata sul catalogo di pompe centrifughe Debem al fine di supportare correttamente i processi di scelta ed acquisto.
