Come funziona una pompa centrifuga è una delle domande più comuni quando si deve movimentare un fluido in un impianto. Qui trovi una spiegazione tecnica ma accessibile: componenti, principio di lavoro, curva caratteristica e criteri pratici per individuare la pompa più idonea.
Sommario
Cosa sono le pompe centrifughe
Le pompe centrifughe sono pompe nelle quali il movimento del fluido è indotto da un momento generato da organi meccanici rotanti, comunemente detti giranti.
In pratica, il fluido viene messo in movimento grazie all’azione della parte rotante e alla geometria interna della pompa, che guidano il passaggio dall’aspirazione alla mandata.
I componenti principali di una pompa centrifuga
I principali componenti costitutivi di una pompa centrifuga sono:
- Parte mobile (girante), che trasferisce l’energia al fluido.
- Corpo pompa (voluta), che incanala il flusso prima in aspirazione e poi in mandata.
- Albero, su cui viene fissata la girante, solitamente collegato al motore.
- Motore, che può essere elettrico o a combustione interna.
Questa “catena” (motore → albero → girante → voluta) è ciò che rende possibile la trasformazione dell’energia e quindi lo spostamento del fluido nell’impianto.
Classificazione e installazione (orizzontale/verticale e condizioni idrauliche)
A seconda di come sono posizionati albero e motore, si distinguono:
- Pompe centrifughe orizzontali
- Pompe centrifughe verticali
Oltre all’orientamento, le pompe possono essere poste idraulicamente in due modi:
- SOTTOBATTENTE
- SOPRABATTENTE
Queste definizioni servono a descrivere come la pompa “si trova” rispetto alle condizioni del circuito in cui lavora, e quindi a inquadrare correttamente l’installazione nel contesto dell’impianto.
Come funziona una pompa centrifuga (principio di lavoro)
La pompa centrifuga sfrutta l’effetto centrifugo della girante per movimentare il fluido, trasformando l’energia meccanica (proveniente da un motore che nella maggior parte dei casi è elettrico) prima in energia cinetica e successivamente in energia di pressione.
Il movimento della girante determina una depressione nel tubo di aspirazione: il fluido, spinto dalla pressione atmosferica, percorre il tubo ed entra nella pompa. Dopo aver risucchiato il liquido, la girante lo proietta verso la periferia mediante la forza centrifuga prodotta dalla velocità.
Girante e voluta: cosa succede al fluido dentro la pompa
La girante di una pompa centrifuga è dotata di una serie di palette curve che formano canali a sezione crescente dal centro verso la periferia.
Il fluido esce dalla girante con velocità Vt, quindi è ancora dotato di energia cinetica, ed entra nella voluta. Anche il corpo della pompa centrifuga (la voluta) è costruito a sezione crescente, così che la rimanente aliquota di energia cinetica si trasformi in energia di pressione.
Il risultato di questo passaggio è l’incremento della prevalenza, cioè la capacità della pompa di “vincere” ciò che l’impianto richiede per spostare il fluido lungo il percorso previsto.
Curva caratteristica e rendimento di una pompa centrifuga
Le caratteristiche di una pompa centrifuga vengono descritte dalla curva caratteristica, in cui viene riportato l’andamento della prevalenza fornita dalla pompa in relazione alla portata che essa è in grado di fornire.
Questa relazione è centrale perché, nella pratica, la scelta non si fa “a sensazione”: si verifica se, al valore di portata richiesto, la pompa riesce a garantire la prevalenza necessaria per l’impianto.
Come scegliere la pompa: portata, prevalenza e perdite dell’impianto
La scelta di una pompa deve essere fatta basandosi sulle caratteristiche dell’impianto che si desidera far funzionare: portata e prevalenza. In altre parole:
- qual è la portata (m³/h) che deve essere raggiunta;
- quale prevalenza deve essere vinta.
Nel calcolo della prevalenza è necessario tenere conto di diversi elementi legati all’impianto, tra cui:
- Dislivello da superare per spostare il fluido da un punto A a un punto B (altezza geodetica);
- Perdite distribuite, dovute al normale scorrimento del fluido lungo la tubazione;
- Perdite concentrate, dovute a elementi impiantistici presenti lungo la linea (ad esempio valvole, curve a gomito, valvole di non ritorno, ecc.).
Caratteristiche del fluido: cosa valutare prima della scelta
Oltre alle caratteristiche dell’impianto, contano anche le caratteristiche del fluido da movimentare. In particolare:
- Temperatura
- Viscosità
- Densità
- Presenza o meno di particelle presenti nel fluido
Questi aspetti influenzano la scelta perché descrivono “che tipo di fluido” la pompa dovrà gestire, e quindi il contesto reale di funzionamento dell’impianto.
Conclusione
Come funziona una pompa centrifuga si capisce seguendo il percorso dell’energia: il motore mette in rotazione la girante, il fluido entra grazie alla depressione in aspirazione, acquista energia cinetica e poi la voluta la trasforma in energia di pressione, aumentando la prevalenza. Per scegliere la pompa più idonea, i riferimenti principali restano portata, prevalenza, perdite dell’impianto e caratteristiche del fluido.
