Cos'è l'altezza di aspirazione e perché è importante per la scelta della pompa?
L'altezza di aspirazione è una considerazione importante per chi cerca una pompa a membrana per liquidi. Ma cos'è l'altezza di aspirazione e perché è così fondamentale?
L'altezza di aspirazione è un concetto relativamente semplice in teoria. Tuttavia, la questione è fortemente influenzata da fattori esterni come la pressione atmosferica e la temperatura del fluido. Se non si considerano i limiti fisici dell'altezza di aspirazione, si possono ottenere prestazioni insufficienti e gravi danni alla pompa dovuti alla cavitazione. Per questo, la conoscenza approfondita dell'altezza di aspirazione è essenziale nella scelta di una pompa per liquidi.
Cos'è l'altezza di aspirazione della pompa e come si misura?
Le pompe a membrana creano un'aspirazione sulla corsa di discesa, creando un vuoto a bassa pressione che spinge i fluidi verso l'ingresso. L'altezza di aspirazione, o prevalenza di aspirazione, è la distanza verticale tra l'ingresso della pompa e la sorgente del fluido nelle applicazioni con liquidi. Più il liquido è basso sotto l'ingresso della pompa, più la pompa deve lavorare per spostarlo verso l'alto. L'altezza di aspirazione si misura in metri d'acqua, abbreviati in mH2O, che rappresentano la pressione idrostatica generata dal liquido. Sebbene l'altezza di aspirazione sembri un concetto semplice, essa dipende in larga misura da una serie di fattori ambientali.
Limiti fisici dell'altezza di aspirazione: una considerazione critica
Nella ricerca di una pompa, è importante considerare i limiti fisici dell'aspirazione. I liquidi iniziano a evaporare se esposti al vuoto. Inoltre, la pressione di vapore di un liquido è influenzata dalla sua temperatura. Per questo, i diversi liquidi iniziano a evaporare a livelli di vuoto specifici. Se il liquido non evapora, ci sono comunque dei limiti all'aspirazione. Anche un vuoto di 0 mbar (abs.) genera solo una quantità finita di aspirazione.
In teoria, l'altezza massima di aspirazione che una pompa può generare è di circa 10,33 mH2O, che equivale alla pressione atmosferica al livello del mare. Tuttavia, questo limite presuppone che la pompa funzioni in condizioni ideali, con un vuoto perfetto al livello del mare. Fattori come la pressione atmosferica, la temperatura del liquido, l'attrito all'interno delle tubazioni, la viscosità del fluido e le prestazioni della pompa giocano tutti un ruolo importante nel limitare l'altezza di aspirazione. La pressione atmosferica è più bassa ad altitudini maggiori, il che comporta una minore altezza di aspirazione. Anche l'attrito nel sistema e l'aumento della temperatura del fluido possono causare variazioni di pressione, riducendo ulteriormente le capacità di aspirazione. Un'altezza di aspirazione di 7-8 mH2O è il massimo raggiungibile nella maggior parte delle condizioni operative normali.
L'altezza di aspirazione influisce su cavitazione e portata
Scegliere una pompa in grado di gestire un'altezza di aspirazione adeguata è essenziale per evitare la cavitazione. La cavitazione si verifica quando le bolle d'aria si accumulano e collassano rapidamente nel liquido pompato. Il collasso di queste bolle genera potenti onde d'urto che erodono gradualmente la superficie interna dei componenti della pompa. Può anche causare vibrazioni e rumori eccessivi e, in alcune applicazioni, può alterare il fluido trasferito. Le pompe che operano in prossimità o al di fuori dei limiti delle loro capacità di altezza di aspirazione sono altamente suscettibili alla cavitazione.
L'altezza di aspirazione della pompa ha anche un impatto sostanziale sulla portata. In genere, il pompaggio con un'altezza di aspirazione maggiore comporta una portata inferiore, poiché la pompa deve superare differenze di pressione più elevate per trasportare i fluidi. Ciò è dimostrato da una curva di flusso della pompa, come questa per la pompa NF 30 .
Quando l'altezza di aspirazione si riduce, la portata massima aumenta. Tuttavia, anche in questo caso si presuppongono condizioni operative ideali. Anche le variazioni della pressione atmosferica possono influire sulla portata.
Affrontare le sfide imposte dalle limitazioni di aspirazione
I limiti rigorosi e la forte dipendenza dai fattori ambientali rendono le applicazioni di aspirazione impegnative. Tuttavia, esistono modi per mitigare tali limitazioni. Un'installazione corretta è essenziale, poiché il posizionamento della pompa svolge un ruolo fondamentale nella generazione di un'aspirazione adeguata del liquido. In genere, una pompa dovrebbe essere installata al di sotto del livello del liquido del serbatoio da cui attinge. Ciò non è sempre possibile, ma il serbatoio deve essere situato entro l'altezza massima di aspirazione della pompa affinché il sistema funzioni efficacemente ed eviti la cavitazione.
Anche la scelta della giusta tubazione è essenziale per preservare il flusso ed evitare danni alla pompa. I tubi devono avere un diametro sufficiente per spostare efficacemente il fluido all'ingresso della pompa. La configurazione dei tubi deve essere incentrata sul maggior numero possibile di tratti rettilinei, riducendo al minimo le giunzioni e i raccordi. Ciò può contribuire a ridurre la perdita di attrito e a prevenire ulteriori perdite di prestazioni.
Scegliere la pompa giusta è fondamentale
Una pompa in grado di gestire l'altezza di aspirazione appropriata è essenziale per evitare la cavitazione e generare un flusso adeguato. Grazie al loro design caratteristico le pompe a membrana sono la scelta ideale per generare un'altezza di aspirazione. KNF offre un'ampia gamma di pompe con una forte aspirazione, tra cui la NF 30. L'NF 30 offre un'altezza di aspirazione massima di 6 mH2O (minimo garantito, testato in condizioni di asciutto) insieme a una portata massima di 0,3 l/min e una pressione massima di 1 bar (rel.). È disponibile con un'ampia gamma di testate, valvole e materiali per membrane, nonché con motori DC brushless personalizzabili.
Per le applicazioni che richiedono una portata maggiore e una buona aspirazione, può essere necessaria una pompa come la FK 1100. Ha un'altezza di aspirazione massima di 4,5 mH2O (minimo garantito, testato in condizioni di asciutto), una portata massima di 12,4 l/min e una pressione massima di 1 bar (rel.). È disponibile anche nella versione ad alta pressione, 1.1100, che offre una pressione fino a 6 bar (rel.).
