Come leggere le curve delle pompe peristaltiche
Masterflex fa ogni tentativo per pubblicare una curva rappresentativa della portata rispetto alla contropressione. In molti casi, siamo in grado di fornire anche curve di prestazione che quantificano parametri quali NPSHreq
NPSHreq: la prevalenza netta di aspirazione positiva che deve essere disponibile alla pompa per il funzionamento senza cavitazione. NPSHreq è tipicamente espresso in piedi di prevalenza o in unità di pressione.
Cosa è la prevalenza?
La prevalenza, detta anche prevalenza di scarico o pressione di scarico, è la forza di pressione totale che spinge all’indietro l’uscita della pompa.
La prevalenza può essere solitamente calcolata misurando l’altezza statica del liquido più la perdita per attrito della tubazione. Se nella tubazione sono presenti altre restrizioni, come una curva o un restringimento del flusso, anche questo valore aumenterà.
Aspirazione e pressione
L’aspirazione o la prevalenza di aspirazione è la forza che la pompa deve esercitare sull’ingresso per contrastare il flusso. Se l’altezza di un serbatoio aperto di fluido è al di sotto dell’ingresso della pompa, si tratta in genere di una pressione negativa (o vuoto) che la pompa deve superare. Se il serbatoio si trova al di sopra del livello dell’ingresso della pompa, si parla di aspirazione allagata e si tratta di un valore di pressione positiva che può aiutare a spingere il liquido attraverso la pompa.
Formula per il PSI
Non esiste una formula per il PSI: la pressione è una quantità scalare, o una forza misurata, e il PSI è un’unità di pressione espressa in libbre di forza per pollice quadrato di area.
14,7 PSI = 1 bar = 100 Kilopascals. La pressione è tipicamente espressa come pressione relativa, ovvero la differenza di pressione rispetto all’atmosfera locale. Rispetto al vuoto perfetto, la pressione atmosferica al livello del mare è in genere di 14,7 PSI o 1 bar.
Che cos'è la prevalenza dinamica totale?
La prevalenza dinamica totale è la pressione dell’intero sistema, che tiene conto sia della pressione di mandata che di quella di aspirazione per indicare il lavoro complessivo che la pompa deve superare.
Qual è il punto di migliore efficienza?
Il punto di migliore efficienza è il punto in cui gli effetti della prevalenza (pressione) e della portata convergono per produrre la massima quantità di uscita con la minore quantità di energia.
- NPSHavail = ha - hvpa - hst - hfs quando l’aspirazione solleva il fluido
- NPSHavail = ha - hvpa hst - hfs in caso di aspirazione allagata
- ha = pressione assoluta (in piedi del liquido pompato) sulla superficie del livello di alimentazione del liquido (sarà la pressione barometrica se l’aspirazione proviene da un serbatoio o pozzetto aperto; oppure la pressione assoluta esistente in un serbatoio chiuso come un pozzo caldo di condensazione o un deareatore).
- hvpa = la prevalenza in piedi corrispondente alla pressione di vapore del liquido alla temperatura di pompaggio
- hst =altezza statica in piedi del livello di alimentazione del liquido sopra o sotto la linea centrale della pompa o l’occhio della girante.
- hfs = tutte le perdite della linea di aspirazione (in piedi), comprese le perdite di ingresso e le perdite per attrito attraverso tubi, valvole e raccordi.
Calcolo delle perdite di attrito
Le perdite per attrito nelle tubazioni sono comunemente calcolate con l’equazione di Darcy-Weisbach, in cui:
hf = f x
L
x
V
2
D 2g
- hf = perdita per attrito in piedi di liquido
- f =fattore di attrito, un numero adimensionale che è stato determinato sperimentalmente e che per il flusso turbolento dipende dalla rugosità della superficie interna del tubo e dal numero di Reynolds.
- L = lunghezza del tubo in piedi
- D = diametro medio interno del tubo in piedi
- V = velocità media del tubo in ft/sec
- g = costante gravitazionale (32,174 ft/sec2)
Numero di Reynolds
Il numero di Reynolds viene determinato dalla seguente equazione in cui:
R =
VD
n
- D = diametro interno del tubo in piedi a
- V = velocità media del tubo in ft/sec
- n = viscosità cinematica in ft2/sec
Fattore di attrito
Nel caso di un flusso viscoso (laminare), in cui il numero di Reynolds è inferiore a 2000, il fattore di attrito è determinato dalla seguente equazione in cui:
f =
64
R
- Nel caso di un flusso turbolento, in cui il numero di Reynolds è superiore a 4000, il fattore di attrito può essere determinato dalla seguente equazione sviluppata da C. F. Colebrook:
ρ = [-2 log10 ( Ε 2.51 )] -z
3.7D R√f - ρ =densità alla temperatura e alla pressione a cui scorre il liquido, espressa in lb/ft2
- Ε =rugosità assoluta (vedi tabella della rugosità assoluta del tubo)
- D = diametro interno del tubo in piedi
- R = numero di Reynolds
- f =fattore di attrito
- z = viscosità assoluta o dinamica in centerpoises
Rugosità assoluta del tubo
- per la struttura corretta della formula, consulta l’articolo originale [LS1]
| Tipo di tubo | Rugosità assoluta (Ε) in piedi |
| Tubi trafilati (vetro, ottone, plastica) | 0,000005 |
| Acciaio o ferro battuto commerciali | 0,00015 |
| Ghisa (immersa nell’asfalto) | 0,0004 |
| Ferro zincato | 0,0005 |
| Ghisa (non rivestita) | 0,00085 |
| Doghe di legno | 0,0006 – 0,0003 |
| Cemento | 0,001 – 0,01 |
| Acciaio rivettato | 0,003 – 0,03 |
L’importanza di sapere come leggere la curva di una pompa
Saper leggere correttamente la curva di prestazione di una pompa è fondamentale per chi lavora in laboratorio. Con queste informazioni a disposizione è possibile determinare l’apparecchiatura giusta per le proprie esigenze. Per ulteriori informazioni sui nostri prodotti o su come leggere una curva di prestazione della pompa, contattaci oggi stesso. Siamo qui oggi per rendere più facile il domani.