Pompa contro tubo, parte 3

Le parti 1 e 2 di questo articolo sono state pubblicate rispettivamente nei numeri di febbraio e marzo di Pumps & Systems.

Normalmente la tubazione di aspirazione della pompa sarà almeno una dimensione più grande dell'ugello di aspirazione della pompa. Le pompe parallele presenteranno requisiti per tubi di dimensioni ancora maggiori. Ciò serve principalmente per soddisfare i requisiti di perdita di attrito sia in termini di velocità che di perdita di attrito della prevalenza netta di aspirazione disponibile (NPSHa). Un'eccezione può essere una linea di aspirazione autoadescante in cui gli utenti sono più preoccupati della quantità di tempo necessaria per adescare la pompa. Quanto più grande è la linea di aspirazione, tanto maggiore è l'aria da evacuare, il che si traduce in un tempo aggiuntivo in cui la pompa funziona senza flusso di liquido. Un tempo di adescamento eccessivo non è una condizione desiderata poiché il ricircolo surriscalda il fluido della camera di adescamento e la tenuta meccanica potrebbe non essere adeguatamente lubrificata o eventualmente surriscaldarsi a seconda del design della singola pompa.

Ci sono altri problemi, oltre alla dimensione errata del tubo di aspirazione, che si traducono in un attrito eccessivo e profili di flusso vorticosi sbilanciati. La pratica migliore è ridurre o eliminare la turbolenza e i profili di velocità del flusso irregolari. Si noti che le pompe a doppia aspirazione sono ancora più suscettibili a questi problemi rispetto ad altri modelli. I problemi più comuni includono quanto segue:

Un commento riguardante l'integrità delle tubazioni e le relative connessioni (flangia): Si tenga presente che devono essere a tenuta d'aria, soprattutto nelle applicazioni di ascensori. Riconoscere che la pressione all'interno del tubo sarà inferiore a quella ambiente (si pensi al vuoto). Solo perché il liquido non fuoriesce non significa che l'aria non possa penetrare nel tubo.

Questa sezione fa specifico riferimento al lato di aspirazione della pompa poiché risparmieremo le pratiche per aumentare le dimensioni del tubo del lato di scarico in un'altra colonna. Ho assistito a numerose, accese e lunghe discussioni/discussioni su questo argomento. Affronterò brevemente l'argomento.

Ci sono due punti principali, quindi proporrò una terza idea come cambio di paradigma. La prima è se è corretto o meno utilizzare un riduttore concentrico sul lato aspirante della pompa, la seconda è se si utilizza un riduttore eccentrico, in che modo va posizionato il lato piatto?

I riduttori concentrici non sono stati utilizzati in larga misura sulle tubazioni di aspirazione delle pompe orizzontali, apparentemente a causa di problemi con l'intrappolamento di aria e il conseguente blocco del flusso. Tenere presente che le sacche d'aria agiscono come blocchi e limitano il flusso proprio come se nella linea fosse posizionata una valvola o un orifizio parzialmente chiuso. Ritengo che i riduttori concentrici siano perfettamente accettabili nelle tubazioni verticali poiché la preoccupazione per l'intrappolamento dell'aria è generalmente annullata dall'orientamento e dalla geometria oltre ad essere spazzati dalla velocità del fluido. Un argomento più controverso è l'inserimento di riduttori concentrici nel piano orizzontale sulla linea di aspirazione delle pompe. Sottolineerò che ho osservato numerose e riuscite applicazioni di riduttori concentrici nell'approccio di aspirazione della pompa. Gli utenti non riscontrano problemi con l'intrappolamento dell'aria, sebbene nella maggior parte dei casi sia installata una valvola di sfiato manuale o una valvola di rilascio automatico dell'aria (ARV) nel caso in cui sia necessario sfiatare l'aria o il gas.

Questa filosofia di cambiamento di paradigma con i riduttori concentrici orizzontali è che la velocità del liquido nel tubo facilita la trasportabilità di qualsiasi aria e gas non condensabili. Il vantaggio aggiuntivo della scelta del riduttore concentrico è che il profilo di velocità del liquido a valle del riduttore è simmetrico a differenza di quello di un riduttore eccentrico. Sono d'accordo che ipoteticamente la velocità complessiva del liquido può trasportare (spazzare) tutta l'aria e i gas non condensabili lungo il flusso invece di essere intrappolati nella transizione. Prima di prendere questa decisione, condurre un'analisi fluidodinamica computazionale (CFD). Inoltre, suggerisco di evitare l'uso di riduttori concentrici in situazioni in cui la pompa si trova a un'altitudine maggiore rispetto alla fonte di aspirazione e/o è noto che le proprietà del liquido includono il trascinamento di aria, vapori e gas non condensabili.