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POMPE VOLUMETRICHE
- scambio energetico → si differenzia per la modalità di scambio (tra volumetriche e turbomacchine) → Energia fluido
- principio di funzionamento →
- non c'è comunicazione diretta tra ambiente di mandata e di scarico
- trasferiscono il fluido contro la pressione presente nella condotta di mandata
- non ci sono variazioni di pressione all’interno dei volumetti confinati dalle palette
- soltanto quando il volumetto si apre allo scarico l’ambiente di mandata comprime il fluido a volume costante fino alla pressione pe
- durante il funzionamento la macchina volumetrica NON comunica energia al fluido
- la macchina svolge un ruolo PASSIVO → non è in gradi di stabilire l’energia gh = (pe-pu)/ρ
- lo scambio di energia è regolato solo dalla caratteristica resistente Δp = pe - pi del sistema
- cambio regime di rotazione rotore → lo scambio di energia rimane inalterato
- la portata Qv varia linearmente con n
- differenza con pompe alternative a semplice effetto →
- il pistone deve fare aumentare la pressione statica da pi fino a pe quindi è il pistone che deve comprimere il fluido e non l’ambiente di mandata stesso
- lo scambio di energia non è influenzato né dalla configurazione geometrica della macchina né dalla velocità di rotazione, ma dipende solo dall’impianto e dalla sua caratteristica resistente quindi dalla pressione che si ha allo scarico (pe)
- es. impianto sollevamento → pe = patm + ρgz + ρ ∑ ghi
- portata volumetrica →
- dipende dal volume complessivo trasportato dalle palette in movimento e dalla velocità di rotazione →
- curve caratteristiche →
- condizioni ideali → per un dato regime di rotazione elaborano sempre la stessa portata Qri
- condizioni reali → per i giochi tra le parti mobili refluisce una portata di fuga Quf cosicché la portata Qu inviata alla mandata è minore.
- regolazione portata →
- le pompe volumetriche non sono autoregolanti, la portata non può essere regolata usando saracinesche in mandata o valvole varie
- posso regolarla in 3 modi →
- variazione velocità angolare
- variazione geometria degli organi (eccentricità rotore)
- per by-passaggio, deviando parte della portata mediante una valvola regolatrice di pressione
- caratteristiche generali →
- le pompe volumetriche non presentano problemi di adescamento
- l'aria presente in aspirazione viene via via trasferita alla mandata
- facilità di operazione con fluidi viscosi
- devono sempre essere munite di valvola di sicurezza a valle
POMPE VOLUMETRICHE ROTATIVE
- cilindrata = volume erogato → Vu = 2 ∙ Vumax = 2 ∙ (A ∙ B)
- si approssima l'area del quadrilatero A ≅ πD⁄z (D − d) − s(D − d)∣B
- Vg = Z ∙ Vmax ≈ kυ [(D − d) − s(D − d) ]B
- kυ fattore che tiene conto dell'approssimazione di calcolo di Vmax
- raccogliendo πD⁄z (D − d) e scrivendo (D − d) = 2e → kυ = nDπz⁄60z
- assume valori poco diversi dall'unità e dipende dal numero di palette
- considerando quindi la portata →
- condizioni ideali: QuI = Qvg = Vm⁄n60 = kidealπDBE2(1 − sZ⁄n90
- condizioni reali: per i trafiliamenti di portata causati dalla Δp ho portata minore, e tengo conto della portata di fuga Quf con il rendimento volumetrico
ηυ = Qvg − Quf⁄Qvg = Qvg⁄Qvg
-quindi → qL = vp Ap → r ω sin O Ap
-scambio energetico →
-diagramma indicato → mette in relazione pressione e volume fornendo una rappresentazione grafica delle fasi di lavorazione del fluido incomprimibile fornendo un significato ai vari tipi di perdite presente e dei possibili cali di pressione in aspirazione o mandata che porterebbero a cavitazione
-il carattere pulsante del moto del fluido influenzano l’andamento delle pressioni all’interno della pompa
-le pressioni all’interno della pompa sono riferite all’asse del cilindro per conteggiare Δz
[creazione diagramma indicato (vedo comunque pdf )]
-fluido perfetto, effetti inerziali nulli →
p1 = pi – ρg Δz con pi = pB – ρgzi P1 = pB - ρgzi → PB = zi
p2 = pe + ρg Δz con pe = pB + ρgze → pB + ρgze = pe → pB + ze pe
-presente un volume nocivo V0
-noti gli andamenti della pressione nel cilindro è possibile determinare il lavoro richiesto dalla pompa per completare il ciclo di funzionamento
-il lavoro elementare lungo una generica fase di compressione: dL = –pdλx = –pdV integrando per parti trovo lavoro dell’intera corsa: l12 = –∫z1 pdV = –{pv}z1 + ∫ zv vdp mentre per l’intero ciclo trovo: Lciclo = –φ vdp perché il termine {pv}N1 è nulli
-nel caso di una pompa volumetrica conviene integrare in dV ottenendo: Lciclo = –φ pdV = ∫23 pdV – ∫14 pdV = V (p2 – p1) [J/ciclo]
-risulta nulla la variazione del volume tra 1-2 (comp) e 3-4 (espa) del fluido nel V0
-massa aspirata in un ciclo: Mciclo = ρV
-lavoro per unità di massa →
I. = Lciclo ⁄ Mciclo = V(p2 - p1) ⁄ vp = {pb + ρ g ze} – {pp - ρ g z1} ⁄ ρ = g {z2 + z1} = y · hg → J/kg
-l’energia conferita al fluido può essere ottenuta come differenza di energia del fluido tra ingresso e uscita (1° principio della termodinamica)
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