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May 30, 2023

Il sistema è il capo (Parte 1 di 2... La parte facile)

Il sistema di tubazioni indica alla pompa dove operare sulla sua curva di prestazione. Il sistema fisico può essere rappresentato geograficamente da una curva parabolica e viene chiamata curva di attrito del sistema

Il sistema di tubazioni indica alla pompa dove operare sulla sua curva di prestazione. Il sistema fisico può essere rappresentato geograficamente da una curva parabolica e viene chiamata curva di attrito del sistema o, più comunemente, curva di resistenza del sistema (SRC).

Inizio i miei corsi di formazione sulle pompe affermando che le pompe sono stupide. È il sistema, non la pompa, a determinare il punto in cui la pompa funzionerà sulla sua curva di prestazione, sempre che la pompa sia in grado di funzionare in quel punto.

La pompa funzionerà nel punto in cui la sua curva delle prestazioni interseca la curva del sistema. Non sempre sappiamo dove sia il punto di intersezione e, tanto per complicare le cose, può cambiare rapidamente a causa di una miriade di variabili. Per ulteriori informazioni, consultare il mio articolo di agosto 2019, "Perché la pompa funziona fuori curva?"

La conoscenza della forma e della posizione della curva del sistema è fondamentale per risolvere numerosi problemi sul campo. Se sei responsabile dell'affidabilità delle pompe e non hai mai provato a calcolare la curva di sistema per uno dei tuoi processi, allora questa colonna può fungere da slancio per avviare il tuo percorso formativo.

Determinare il punto operativo effettivo della pompa (prevalenza e portata) è un passaggio fondamentale nella risoluzione dei problemi. Se la pompa non è usurata e il sistema è stato progettato e utilizzato correttamente fin dall'inizio, la semplice misurazione della pressione differenziale (prevalenza) attraverso la pompa (prevalenza di scarico meno prevalenza di aspirazione = prevalenza totale) ti consentirà di avvicinarti alla curva della pompa , ma tale informazione produce solo un punto sulla curva del sistema.

In questo articolo in due parti esamineremo i tre fattori principali che compongono una curva di sistema per una singola pompa centrifuga in un sistema aperto con aspirazione allagata. Parlerò dei primi due fattori (quelli facili) questo mese e dell'attrito (quello difficile) il mese prossimo.

Sul campo, mi imbatto spesso in sistemi progettati correttamente, ma nel tempo sono state apportate revisioni al progetto iniziale senza considerare l'affidabilità o i costi operativi/di manutenzione a lungo termine. Sfortunatamente, ho sperimentato anche progetti di sistemi destinati a fallire fin dall'inizio. Quando risolvo un problema relativo a un sistema di pompaggio, spesso richiedo una copia della curva del sistema al proprietario. Tuttavia, è raro che l'operatore del sistema sappia qual è la curva del sistema e/o dove si trova. Di conseguenza, trascorriamo le prossime ore “percorrendo il sistema” e sviluppando la curva del sistema. Ulteriori discussioni su “percorrere il sistema” il mese prossimo.

Alcuni progettisti progetteranno prima il sistema di tubazioni e poi sceglieranno la pompa, mentre altri faranno il contrario. Una scelta intelligente sarebbe quella di fare entrambe le cose contemporaneamente. Il processo di progettazione del progetto determinerà i parametri di base e gli aspetti economici del sistema (si pensi alla dimensione ottimale del tubo). Le decisioni riguardanti la durata del sistema dovrebbero essere guidate dal livello di affidabilità richiesto/desiderato, bilanciato con il costo totale di proprietà stimato.

La curva del sistema è composta da tre fattori fondamentali: il carico statico (prevalenza in elevazione), il carico di pressione e il carico di attrito (caduta di pressione).

In parole povere, una curva di sistema definisce la relazione tra la perdita di carico totale e la portata.

Una curva della prevalenza del sistema è una rappresentazione cartesiana (quadrante grafico 1) della prevalenza richiesta dal sistema nell'intero intervallo di portate di progetto.

La curva del sistema visualizzata sotto forma di grafico rappresenta la relazione funzionale tra la portata e la combinazione aggregata di pressioni statiche, pressione e attrito.

Nella pratica convenzionale, la portata (Q) è assegnata all'asse X orizzontale e la prevalenza (H) è sull'asse Y verticale. Per i sistemi aperti di non ritorno con aspirazione allagata, la prevalenza totale della pompa è la somma totale di tutte le perdite per attrito più la prevalenza statica e la prevalenza, ma per un sistema a circuito chiuso si tratta semplicemente delle perdite per attrito.

Tecnicamente, esiste una quarta componente della curva di sistema del carico di velocità che può essere ignorata per questa versione “101” del calcolo della curva di sistema perché in un sistema progettato correttamente, normalmente è un fattore trascurabile.