Pompe folosite pentru ridicarea presiunii apei

Pompe folosite pentru ridicarea presiunii apei

In instalatiile de alimentare cu apa apare frecvent necesitatea ca apa sa fie transportata de la un nivel inferior la altul superior (de la locul de captare dintr-o sursa de suprafata, la un rezervor de inaltime sau, in general, de la un nivel energetic inferior la unul superior, de exemplu, de la energia disponibila a apei intr-o conducta exterioara la energia necesara pentru utilizarea apei la un anumit punct de consum).

Curgerea apei de la un nivel inferior la unul superior nu se poate realize de la sine, ci numai daca se transmite apei o anumita energie necesara pentru ridicarea ei la inaltimea respective si pentru invingerea rezistentelor hidraulice intampinate la transportul prin conducta.

Energia necesara pentru transportul apei de la o cota energetica mai joasa la una mai ridicata este transmisa apei cu ajutorul unei pompe centrifuge (masini hidraulice) care transforma energia mecanica data de motorul de antrenare in energie hidraulica.

Pompa centrifuga este compusa dintr-o carcasa cilindrica in spirala, in interiorul careia, fixat pe axul pompei, se monteaya un rotor cu pasete. Carcasa este prevayuta cu doua racorduri: unul pentru conducta de aspiratiei a apei in pompa si altil pentru conducta de refulare a apei din pompa. Prin invartirea rotorului de catre un motor electric al carui ax este cuplat elastic cu axul acestuia, ia nastere o forta centrifuga, sub influenta careia apa din pompa este dirijata de la centru spre periferie, ajungand la racordul de refulare. Din cauya dirijarii apei de la centru spre periferie, in centru pompei se creeaza o depresiune, iar sub actiunea presiunii atmosferice apa din rezervorul sau din putul din care aspira pompa patrunde prin conducta de aspiratie in centrul pompei, de unde este dirijata din nou spre periferie si fenomenul se repeta continuu atata timp cat este actionat rotorul pompei.

Pompele centrifuge pot fi: monoetajate (cu un singur rotor), pentru presiuni mici, sau multietaje (cu mai multe rotoare legate in serie), pentru presiuni mari.

Dupa modul de constructie pompele centrifuge pot fi: cu ax orizontal, cuplate direct cu motorul electric sau cu ax vertical. In ultimul caz pompa poate fi montata in rezervorul sau an putul din care aspira iar motorul in afara si cuplat de pompa cu un ax prelungit.

Schema generala a unei instalatii de pompare se compune din pompa centrifuga care aspira apa prin conducta de aspiratie dintr-un rezervor tampon deschis, ii ridica presiunea si o refuleaza prin conducta de refulare fie intr-un rezervor de inaltime, fie direct la punctele de refulare prin pompa spre rezervorul, in perioadele cand pompa nu functioneaza, pe conducta de refulare se monteaza intotdeauna o clapeta de retinere care asigura circulatia apei numai intr-un singur sens. Pe conductele de aspiratie si de refulare se prevad vane de inchidere.

Pompele centrifuge sunt tipizate constructive (se executa de catre intreprinderea de pompe ‘Aversa’ din Bucuresti) si se aleg din catalog cunosand debitul G_p [m³ / h] si inaltimea H_p [m H₂0] de pompare necesare.

Debitul pompei G_p reprezinta cantitatea de apa furnizata de pompa in unitatea de timp si se masoara in m³/h.

Inaltimea de pompare se exprima prin energia ( sau sarcina hihrodinamica) dezvoltata de pompa si se determina cu relatia ce se mai numeste si caracteristica retelei de pompare:

1H_p= H_g + H_r- H_a+ h_r [mH₂O] in care:

H_g - este inaltimea geodezica considerata ca diferenta de nivel intre cota maxima a apei in rezervorul (sau punctul) in care refuleaza pompa si cota minima a apei din rezervorul din care aspira pompa, in m H₂O;

H_r; H_a - inaltimile manometrice de presiune pe suprafata apei in spatiul de refulare, respectiv de aspiratie, in m H₂O. In cazul in care suprefata libera a apei in spatiul de refulare (rezervorul de inaltime), respectiv de aspiratie ( rezervorul tampon) se afla in contact cu atmosfera, atunci: H_r=H_a=H_atm=0 [m H₂O], deoarece, in scara manometrica, presiunea atmosferica H_atm este considerata zero metri coloana de apa;

hr - suma pierderilor totale de sarcina (energie) in rezistentele hidraulice pe conductele de aspiratie si de refulare a pompei, datorita frecarii apei de suprafetele interioare rugoase ale conductelor, numite pierderii de sarcina liniare, hri si in rezistentele locale cum sunt: robinete, clapete de retinere, coturi, teuri etc., numite pierderi de sarcina locale, hrl, astfel ca:

2 h_r= h_ri+ h_rlm[H₂O]

Pierderile de sarcina liniare hri si locale hrl se calculeaza cu relatiile:

3 h_ri= il m[H₂O]

4 h_rl=∑ζ ω² m[H₂O] in care:

2g

i -  este pierderea unitara de sarcina liniara ( pe unitatea de lungime a conductei), in m [H₂O]/m;

l – lungimea tronsonului de conducta, in m;

∑ζ – suma coeficientilor de pierderi de sarcina locale in armaturi, coturi, teuri etc.;

ω – viteza medie a apei in conducta, in m/s;

g – acceleratia gravotationala, in m/s².

Pentru pompele centrifuge se dau in catalog diagrame (curbe) trasate experimental care contin: caracteristica G-H a pompei sau curba caracteristica de sarcina a pompei si curbele N si η, respectiv de variatie a puterii si randamentului cu debitul si inaltimea de pompare a pompei respective.

In catalog pentru pompa respectiva sunt indicate: debitul G_p in m³/s; inaltimea de pompare H_p in mH₂O; puterea motorului electric de antrenare a pompei N in kW si turatia n in rot/min; curba randamentului η precum si dimensiunile constructive ale pompei.

Puterea totala N [kW] necesara motorului electric de antrenare a pompei se calculeaza cu relatia:

5 N= γG_pH_p [kW] in care:

102η

G_p - debitul pompei, in m³/s;

H_p – inaltimea de pompare, in m H₂O;

γ – greutatea specifica a apei, in daN/m³ (γ= 1000daN/m³);

η – randamentul total al instalatiei de pompare.