Pompe centrifughe, pompe a flusso misto, pompe a flusso assiale

Le pompe centrifughe, le pompe a flusso misto e le pompe a flusso assiale sono i tre tipi più comuni di pompe per uso generale utilizzate in ambito industriale, agricolo, idrico e in altri settori. Le loro principali differenze risiedono nel modello di flusso del fluido, nel rapporto tra prevalenza e portata e nella progettazione strutturale, che a loro volta determinano i loro specifici scenari di applicazione.

I. Differenze principali

La differenza fondamentale tra le tre risiede nella direzione del flusso del fluido all'interno della pompa, nonché nelle caratteristiche di prevalenza, portata ed efficienza che ne derivano. Di seguito un breve riepilogo:

Pompe centrifughe: prevalenza elevata, portata media

Pompe a flusso misto: prevalenza media, portata elevata

Pompe assiali: bassa prevalenza, portata elevatissima

Nello specifico:

Pompe centrifughe: il fluido scorre perpendicolarmente all'albero della pompa (flusso radiale). Sono caratterizzate da un ampio intervallo di prevalenza, tipicamente da 10 a 200 m e oltre, con una prevalenza che varia significativamente in funzione della portata. La portata varia da pochi m³/h a migliaia di m³/h. La zona di alta efficienza è relativamente ristretta e l'efficienza diminuisce sensibilmente quando ci si discosta dalle condizioni di progetto.

Pompe a flusso misto: il fluido scorre diagonalmente, tra direzione radiale e assiale. La prevalenza è moderata, generalmente compresa tra 10 e 50 m, con variazioni graduali. La portata è solitamente 1-2 volte superiore a quella delle pompe centrifughe di pari caratteristiche. La zona di massima efficienza è più ampia, adatta a una vasta gamma di condizioni operative.

Pompe a flusso assiale: il fluido scorre parallelamente all'albero della pompa (flusso assiale). La prevalenza è bassa, solo 1-20 m, con una variazione minima della prevalenza al variare della portata. La portata può raggiungere migliaia o decine di migliaia di m³/h, valori molto più elevati rispetto alle pompe centrifughe e a flusso misto. La zona ad alta efficienza è concentrata, ideale per portate elevate e condizioni di lavoro stabili.

II. Caratteristiche strutturali

1. Pompe centrifughe

Componenti principali: girante e voluta. La girante è perlopiù chiusa con pale curve. Il fluido viene aspirato al centro della girante e spinto radialmente nella voluta dalla forza centrifuga, ottenendo così la pressurizzazione e la distribuzione.

Sono caratterizzate da una struttura compatta e dimensioni moderate, e possono essere a singola o doppia aspirazione (come le pompe a doppio corpo a doppia aspirazione menzionate in precedenza). Sono facili da installare e manutenere e compatibili con diversi fluidi (acqua pulita, acque reflue, liquidi corrosivi, ecc.).

2. Pompe a flusso misto

Queste pompe combinano le caratteristiche strutturali delle pompe centrifughe e di quelle a flusso assiale. Le pale della girante sono attorcigliate; il fluido che entra nella girante presenta sia un flusso radiale che assiale, da cui il nome "a flusso misto".

I corpi pompa sono per lo più verticali o orizzontali. Il diametro della girante è maggiore di quello delle pompe centrifughe ma inferiore a quello delle pompe assiali, con una struttura intermedia tra le due. Combinano la capacità di pressurizzazione delle pompe centrifughe con il vantaggio di grandi portate delle pompe assiali.

3. Pompe a flusso assiale

Le pale della girante sono elicoidali, simili a quelle di un'elica. Il fluido scorre parallelamente all'albero della pompa e viene spinto in avanti dalla spinta delle pale.

Le pompe hanno solitamente corpi pompa verticali (sono disponibili anche versioni orizzontali). Sono caratterizzate da un ampio diametro della girante, un'elevata velocità di rotazione e una struttura relativamente semplice, ma richiedono un ampio spazio di installazione. Alcuni modelli sono dotati di pale regolabili per adattarsi alle diverse esigenze di portata.

III. Scenari applicativi

1. Pompe centrifughe

Particolarmente adatto a scenari che richiedono pressurizzazione e flusso moderato, è il più utilizzato in quasi tutti i settori industriali:

Industria: acqua di circolazione industriale, acqua di alimentazione caldaie, trasporto di fluidi chimici, pressurizzazione dell'acqua di alimentazione degli impianti

Comunale: approvvigionamento idrico urbano, pressurizzazione della rete idrica secondaria, scarico delle acque reflue trattate

Agricoltura: irrigazione di piccoli appezzamenti agricoli (appezzamenti ad alta prevalenza), irrigazione di frutteti.

Altri: fornitura idrica di emergenza, pressurizzazione di piccoli incendi, fornitura idrica per navi

2. Pompe a flusso misto

Adatto per prevalenze medie e portate elevate, con bilanciamento tra pressione e flusso, utilizzato principalmente in ambito idrico e agricolo:

Agricoltura: irrigazione di grandi superfici agricole, drenaggio dei terreni agricoli (appezzamenti a media altezza)

Gestione delle risorse idriche: drenaggio fluviale, derivazione delle acque da bacini idrici di piccole e medie dimensioni, drenaggio di aree urbane allagate (senza requisiti di elevata prevalenza).

Industria: grande impianto di circolazione dell'acqua (portata elevata, prevalenza media), approvvigionamento idrico per torri di raffreddamento.

3. Pompe a flusso assiale

Ideale soprattutto per basse prevalenze e portate molto elevate, viene utilizzato principalmente in grandi opere idrauliche, irrigazione agricola e drenaggio urbano:

Agricoltura: irrigazione di vaste aree agricole, trasporto dell'acqua su vaste aree irrigue

Gestione delle risorse idriche: deviazione delle acque di grandi bacini idrici, scarico delle piene fluviali, grandi progetti di ristagno idrico urbano.

Industria: sistemi di circolazione dell'acqua di grandi centrali elettriche e impianti chimici (portata elevata, bassa prevalenza)

Altri: drenaggio di porti e banchine, pretrattamento per la desalinizzazione dell'acqua di mare