Prevalenza totale per la pompa e il sistema

Jul 07, 2023

Il termine "prevalenza totale" (H) viene utilizzato per descrivere l'energia nei sistemi di pompaggio ed è il modo in cui i produttori rappresentano le prestazioni delle loro pompe in funzione della portata. La prevalenza totale viene comunemente definita anche prevalenza dinamica totale (TDH); tuttavia, l'Hydraulic Institute (HI) utilizza il termine prevalenza totale e verrà utilizzato in questo articolo.

È importante comprendere le sfumature di ciò che costituisce la prevalenza totale del sistema in funzione della portata e delle condizioni variabili del sistema, in modo che se un utente sta progettando o utilizzando un sistema di pompaggio, la pompa possa essere selezionata e utilizzata correttamente. Inoltre, se l’obiettivo è misurare le prestazioni della pompa dopo l’installazione, è importante capire come farlo nello stesso modo in cui lo farà il produttore della pompa.

La prevalenza totale (sistema) è composta da tre componenti:

Testa di elevazione , che è la differenza di elevazione che il liquido percorrerà. Ad esempio, se un utente stesse pompando da un serbatoio all'altro e il livello nei serbatoi fosse lo stesso, la prevalenza sarebbe pari a zero. Ma se si pompasse da un serbatoio a livello del suolo al tetto di un edificio di 100 piedi, ci sarebbero 100 piedi di dislivello.

Prevalenza è la differenza di pressione tra sorgente e destinazione. Ad esempio, se si prende un liquido da un lago a pressione atmosferica e lo si consegna a un serbatoio che ha 10 libbre per pollice quadrato (psi) sopra la pressione atmosferica, l'altezza di pressione sarebbe di 10 psi espressa come piedi del liquido pompato. La conversione tra pressione e prevalenza è descritta nella sezione relativa alla misurazione della prevalenza totale della pompa.

Testa di attrito è la perdita di carico nel sistema dovuta all'attrito ed è funzione della velocità o della portata del liquido al quadrato. Come accennato, la perdita per attrito dipenderà dalla portata ma anche dalle dimensioni delle tubazioni, dei raccordi, delle valvole e delle apparecchiature di utilizzo finale del sistema. Se nel sistema sono presenti valvole di controllo utilizzate per regolare attivamente la portata, la perdita di attrito attraverso la valvola di controllo viene definita testa di controllo. È importante comprendere la testa di controllo perché spesso è una fonte di consumo energetico che può essere migliorata.

Una risorsa gratuita che fornisce ulteriori informazioni tutorial su questo argomento e include un calcolatore della perdita di attrito è la Engineering Data Library dell'Hydraulic Institute, a cui è possibile accedere su edl.pumps.org. Per sistemi complessi con molte apparecchiature e diramazioni, potrebbe essere difficile calcolare manualmente la prevalenza totale del sistema ed è necessario utilizzare un software di modellazione idraulica. Alcune versioni non commerciali del software di modellazione idraulica sono disponibili come risorsa gratuita su pumps.org/freetools. Un'equazione semplificata per la prevalenza totale (sistema) è espressa nell'Equazione 1 (pagina 100).

L'immagine 1 mostra un sistema di pompaggio in cui il liquido viene erogato da un serbatoio di alimentazione a tre serbatoi del prodotto chiusi. Considerando l'equazione per la prevalenza totale (sistema), il serbatoio di alimentazione sarebbe il punto 1 e i serbatoi del prodotto sarebbero il punto 2. L'altezza di elevazione sarebbe la differenza di elevazione tra il livello nel serbatoio del prodotto e quello di alimentazione. La prevalenza sarebbe la differenza di pressione tra il serbatoio del prodotto e il serbatoio di alimentazione espressa in piedi del liquido pompato. La testa di attrito includerebbe tutte le perdite derivanti dal serbatoio di alimentazione, dalle tubazioni, dai raccordi, dallo scambiatore di calore, dalle valvole di controllo, ecc.

L'immagine 2 mostra come cambierà la testa del sistema in funzione delle variabili dell'equazione. Nel caso dei carichi di elevazione e pressione, la curva del carico totale (sistema) si sposterà verticalmente su e giù al variare di queste variabili. Nel caso della prevalenza di attrito, cambierà in funzione del quadrato della portata e il coefficiente "C" espresso nell'equazione della prevalenza totale cambierà in base alle valvole di controllo del flusso (FCV-271, FCV-272 e FCV-273 ). Quando le valvole di controllo del flusso si aprono, il coefficiente "C" diminuisce e la prevalenza totale diminuisce e, viceversa, quando le valvole di controllo del flusso si chiudono, il coefficiente "C" aumenta e la prevalenza totale aumenta.