Pompa fluidodinamica: differenze tra le versioni

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Versione delle 00:07, 10 feb 2020

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Una '''pompa fluidodinamica''' (detta comunemente '''pompa idraulicadinamica''') è un tipo di [[pompa]] nel quale il movimento del fluido è prodotto da un [[Momento di un vettore|momento]] indotto nel fluido stesso.

Queste pompe non hanno bisogno di [[valvola (idraulica)|valvole]], ma hanno lo svantaggio che la portata e l'efficienza diminuiscono con l'aumentare della [[pressione]] all'uscita. In genere queste pompe hanno la necessità dell'adescamento, ovvero di essere inizialmente riempite di liquido per poter funzionare. I modelli nuovi di queste pompe hanno bisogno di un output elettrico di almeno 120V.

== Tipologie ==

Seelenco ne riconosconodi alcune categorie di pompe:

*centrifuga;

* Pompe centrifughe;

*assiale;

* Pompe assiali;

*Ariete idraulico;

* Arieti idraulici;

*magnetofluidodinamica;

* Pompe magnetofluidodinamiche.

*lineare;

== Pompa centrifuga ==

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==== Giranti aperte ====

La girante è evidentemente l'elemento centrale della pompa centrifuga, e la sua corretta progettazione è della massima importanza. In genere si usano giranti ''chiuse'' (a girante nuova), che consentono il massimo controllo del flusso, avendo un percorso idraulico ben definito.

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Il rendimento è inizialmente tanto inferiore a quello delle giranti chiuse quanto maggiore è l'arretramento ma al contrario che con queste ultime si mantiene relativamente costante con l'uso.

== Pompa assiale ==

=== Principio di funzionamento ===

[[File:Axial 2.png|thumb|left|Pompa assiale per uso industriale]]

[[File:Romania 1.jpg|thumb|Installazione di una pompa assiale]]

Nella '''pompa assiale,''' o '''elicopompa''', il movimento del fluido è assicurato da un'[[elica]] intubata, che spinge il fluido stesso come un'elica marina. Di concezione piuttosto recente, sono state utilizzate originariamente nei grandi lavori di bonifica, come [[idrovora|idrovore]], e in seguito hanno avuto impiego industriale in tutti quei casi in cui veniva richiesta una grande portata (normalmente superiore a 1000 m³/h) a bassa prevalenza (normalmente inferiore a 4 metri). Esistono oggi pompe assiali con portate superiori a 50,000 m³/h.

Il funzionamento delle pompe assiali è il seguente: delle pale inclinate ruotano nel fluido, e quindi lo spingono nella direzione voluta. La pompa assiale è di solito configurata come una curva, per consentire il passaggio dell'albero. Nelle pompe moderne, l'albero è montato a sbalzo per evitare cuscinetti immersi nel fluido, e solo nei modelli di maggiore portata la supportazione è doppia, comunque fuori dal fluido pompato.

=== Prestazioni ===

Il movimento del fluido non è, all'uscita della girante, puramente assiale, in quanto la rotazione della stessa dà evidentemente una componente rotatoria. Per questa ragione si usa a volte un ''raddrizzatore di flusso'', impropriamente chiamato diffusore, che migliora il rendimento globale della pompa.

[[File:Axial 1.png|thumb|left|Curva caratteristica di una pompa assiale]]

Osservando la curva caratteristica di una pompa assiale, si nota che la potenza assorbita aumenta all'aumentare della prevalenza, contrariamente a quanto accade per le pompe centrifughe. Questa è una limitazione d'impiego, in quanto sporcamenti nei tubi possono portare all'arresto della pompa per alto assorbimento.

Si nota inoltre che mentre nelle pompe centrifughe la curva varia al variare del diametro della girante, nelle pompe assiali si modifica l'angolo di attacco delle pale: le curve rappresentate sono appunto tracciate per angoli di attacco da 10 a 25[[gradi sessagesimali|°]]. È quindi abbastanza comune l'utilizzo di pompe con palette ad angolo variabile.

=== Impiego ===

Oltre ad essere impiegate nelle opere di [[Bonifica idraulica|bonifica]] ed in genere come idrovore, le pompe assiali sono impiegate nelle [[Chiusa (ingegneria)|chiuse]] su fiumi o canali, dove sono richieste portate elevate.

In ambito industriale, queste pompe si usano in genere come circolatori nell'[[industria cartaria]] e nell'[[industria chimica]], in particolare neglinell' [[evaporatore|evaporatori]].

== Pompe magnetofluidodinamiche ==

'''La pompa magneto-fluido-dinamica''' è un dispositivo in grado di sfruttare la [[forza di Lorentz]]. La forza di Lorentz è una forza che agisce su una particella in transito attraverso un [[campo magnetico]] ortogonale al senso del moto. La direzione della forza è perpendicolare sia alla velocità che alle linee del campo magnetico.

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Un altro impiego, ancora a livello sperimentale, si ha nei [[sottomarino|sottomarini]] militari come ad esempio nella [[classe Typhoon]] nel film [[caccia ad Ottobre Rosso]]. In questo caso è apprezzata la totale silenziosità, che rende il vascello difficilmente individuabile. Lo sviluppo di questa tecnica è però ostacolato dalla scarsa conducibilità elettrica dell'acqua di mare, che può essere compensata aumentando l'intensità del campo magnetico, ricorrendo eventualmente a magneti [[Superconduttività|superconduttori]].

== Pompa assiale ==

=== Principio di funzionamento ===

[[File:Axial 2.png|thumb|left|Pompa assiale per uso industriale]]

[[File:Romania 1.jpg|thumb|Installazione di una pompa assiale]]

Nella '''pompa assiale,''' o '''elicopompa''', il movimento del fluido è assicurato da un'[[elica]] intubata, che spinge il fluido stesso come un'elica marina. Di concezione piuttosto recente, sono state utilizzate originariamente nei grandi lavori di bonifica, come [[idrovora|idrovore]], e in seguito hanno avuto impiego industriale in tutti quei casi in cui veniva richiesta una grande portata (normalmente superiore a 1000 m³/h) a bassa prevalenza (normalmente inferiore a 4 metri). Esistono oggi pompe assiali con portate superiori a 50,000 m³/h.

Il funzionamento delle pompe assiali è il seguente: delle pale inclinate ruotano nel fluido, e quindi lo spingono nella direzione voluta. La pompa assiale è di solito configurata come una curva, per consentire il passaggio dell'albero. Nelle pompe moderne, l'albero è montato a sbalzo per evitare cuscinetti immersi nel fluido, e solo nei modelli di maggiore portata la supportazione è doppia, comunque fuori dal fluido pompato.

=== Prestazioni ===

Il movimento del fluido non è, all'uscita della girante, puramente assiale, in quanto la rotazione della stessa dà evidentemente una componente rotatoria. Per questa ragione si usa a volte un ''raddrizzatore di flusso'', impropriamente chiamato diffusore, che migliora il rendimento globale della pompa.

[[File:Axial 1.png|thumb|left|Curva caratteristica di una pompa assiale]]

Osservando la curva caratteristica di una pompa assiale, si nota che la potenza assorbita aumenta all'aumentare della prevalenza, contrariamente a quanto accade per le pompe centrifughe. Questa è una limitazione d'impiego, in quanto sporcamenti nei tubi possono portare all'arresto della pompa per alto assorbimento.

Si nota inoltre che mentre nelle pompe centrifughe la curva varia al variare del diametro della girante, nelle pompe assiali si modifica l'angolo di attacco delle pale: le curve rappresentate sono appunto tracciate per angoli di attacco da 10 a 25[[gradi sessagesimali|°]]. È quindi abbastanza comune l'utilizzo di pompe con palette ad angolo variabile.

=== Impiego ===

Oltre ad essere impiegate nelle opere di [[Bonifica idraulica|bonifica]] ed in genere come idrovore, le pompe assiali sono impiegate nelle [[Chiusa (ingegneria)|chiuse]] su fiumi o canali, dove sono richieste portate elevate.

In ambito industriale, queste pompe si usano in genere come circolatori nell'[[industria cartaria]] e nell'[[industria chimica]], in particolare negli [[evaporatore|evaporatori]].

== Pompa ad ariete idraulico ==

Questa pompa sfrutta il fenomeno, solitamente temuto, del [[colpo d'ariete]]. Se per qualche motivo un flusso incomprimibile viene arrestato, l'[[energia meccanica]] viene convertita in un'onda di pressione che si ha [[dissipazione|dissipa]] progressivamenteprogressiva alle pareti delle condotte in calore per deformazione secondo il [[bilancio di energia meccanica]] e il [[primo principio della termodinamica]].

Questa pompa sfrutta il fenomeno, solitamente temuto, del [[colpo d'ariete]]. Se per qualche motivo un flusso incomprimibile viene arrestato, l'[[energia meccanica]] viene convertita in un'onda di pressione che si [[dissipazione|dissipa]] progressivamente alle pareti delle condotte in calore per deformazione secondo il [[bilancio di energia meccanica]] e il [[primo principio della termodinamica]].

La pompa ad ariete idraulico sfrutta questo fenomeno per spingere una parte del liquido ad una altezza superiore a quella corrispondente al livello piezometrico del flusso di liquido in entrata. In pratica si sfrutta la caduta da un dislivello per sollevare parte del liquido ad un livello superiore. Poiché non è possibile violare il principio di conservazione dell'energia infatti, l'energia ricavata dalla caduta di una massa da un dislivello può essere utilizzata per sollevare una massa minore ad una altezza maggiore; in questa operazione il [[Rendimento (termodinamica)|rendimento]] solitamente si colloca intorno al 60%, ma si possono ottenere valori dell'80%.

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== Voci correlate ==

* [[Idraulicagirante]]

* [[Macchina operatrice]]

* [[Pompa volumetrica]]

* [[Pompa a vuoto]]

* [[Pompaeiettore]]

* [[Pompa autoadescante]]

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* {{cita web|url=https://www.youtube.com/watch?v=KLSIblTymWA|titolo=Pompa (eco-fluido)}}

{{Portale|ingegneriameccanica|scienza e tecnica|tecnologia}}

[[Categoria:Pompe]]