Pompe Volumetriche e fluidi viscosi

[Mauro80]

Ciao

Proprio ieri ho sentito un amico uscito da un colloquio tecnico per un azienda chimica piuttosto importante.
E' ing chimico come me, il colloquio gli è andato bene,gli ho fatto i complimenti, ma ad una domanda non ha saputo rispondere e ad essere sinceri nemmeno io sarei riuscito a farlo.
Gli hanno chiesto

Per un fluido viscoso (es glicerina mu=1 Pa*s) è meglio adottare una pompa centrifuga o una volumetrica tipo a stantuffo?

Lui ovviamente gli ha spiegato cos'era una pompa volumetrica, gli ha dato la definizione di viscosità per evitare di fare scena muta, ma ha divagato perché la rispsota non la sapeva...e alla fine ha dovuto ammettere l'ignoranza

La risposta ora la so, è meglio una volumetrica a stantuffo, ma non so il perché, ho guardato sul mio libro di Macchine ed in effetti dice che le pompe volumetriche sono adatte all'impiego di fluidi molto viscosi (es industria alimentare), ma non ne spiega il motivo

Voi sapete il perché? forse un ing meccanico con una buona specializzazione nelle pompe saprà illuminarci

[gabi.2437]

Perchè a centrifugare un liquido viscoso non si ottengono buoni risultati proprio perchè viscoso?

[speeed999]

Pompe Volumetriche e fluidi viscosi

mppfff...

scusate non ce l'ho fatta a trattenermi

[gabi.2437]

Argh, i doppi sensi

[Spike]

Credo che con una pompa centrifuga un fluido viscoso andrebbe subito in cavitazione.

[xenom]

io penso che sia poiché la centrifuga con un liquido viscoso fa molta più fatica, mentre con la volumetrica a stantuffo viene esercitata una pressione maggiore

[dario2]

forse entra in gioco il volume specifico (la butto li perchè per es. per pompare acqua e ocmprimere aria c'è un abisso a causa del vol specifico in termini di lavoro)....

[lucusta]

credo che sia come gia' stato detto, ossia che una pompa centrifuga con un liquido viscoso andrebbe subito in cavitazione, probabilmente perche' l'atrito generato sulla carcassa della pompa frenerebbe troppo un liquido viscoso, e non si avrebbe una velocita' del fluido sufficentemente allineata con quella della girante, quindi si avrebbe cavitazione;
in una pompa a stantuffo non si ha questo problema..

[sider]

La girante non rende con fluidi troppo viscosi. meglio un bel stantuffone.
In alternativa si può usare anche una pompa a viti (indicate per fluidi tipo olio)

[fabio80]

mi accodo sulla scia dell'eccessivo attrito sulla girante, ma non perchè porti a cavitazione ma piuttosto implichi un rendimento molto basso delle macchine rotodinamiche in presenza di fluidi viscosi proprio per caratteristiche costruttive

se è una boiata citofonate a christina

[darktosky]

non so perchè ma mi è sembrata subito + sensata quella volumetrica a stantuffo ma non ti saprei dire perchè...

[Mauro80]

Grazie per l'interesse mostrato

Scusate ma credo che la cavitazione non centri proprio nulla, se fosse per quello sarebbe sufficiente aumentare l'NPSH disponibile tramite una sufficiente colonna di liquido e si ovvierebbe al problema.

Più realistica sembra quella di Fabio, forse è una questione di superfici in gioco e di gradienti di velocità

Nello carcassa della pompa centrifuga l'alta superficie creerebbe elevati lavori di attrito e gli elevati gradienti di velocità (per fluido newtoniano mu è la cost di proporizonalià tra la resistenza e il grad di v) creerebbero dissipazioni elevate

ma forse anche questa è una boiata...

[darktosky]

Originariamente inviato da Mauro80

Grazie per l'interesse mostrato

Scusate ma credo che la cavitazione non centri proprio nulla, se fosse per quello sarebbe sufficiente aumentare l'NPSH disponibile tramite una sufficiente colonna di liquido e si ovvierebbe al problema.

Più realistica sembra quella di Fabio, forse è una questione di superfici in gioco e di gradienti di velocità

Nello carcassa della pompa centrifuga l'alta superficie creerebbe elevati lavori di attrito e gli elevati gradienti di velocità (per fluido newtoniano mu è la cost di proporizonalià tra la resistenza e il grad di v) creerebbero dissipazioni elevate

ma forse anche questa è una boiata...

per le mie attuali conoscenze in campo chimico-fisico (scuola superiore) non sono in grado di riflettere con competenza sull' argomento (potendo solo immaginare!).....quindi booh

[wheisback]

La cavitazione è dovuta al fatto che in un punto interno alla pompa, generalmente sul dorso delle pale al suction, si possa avere una pressione più bassa della tensione di vapore e dei gas disciolti così da generare bolle, quindi direi che con la viscosità non c'entra nulla.

Secondo me per rispondere alla domanda bastava fare riferimento alla definizione di viscosità, che è la resistenza allo scorrimento di un fluido.

Una turbopompa fornisce al fluido energia cinetica (accelerandolo) convertendo poi tale energia in energia di pressione. Se il fluido è molto viscoso, per definizione, si oppone all'accelerazione imposta dalla pompa.

Una pompa volumetrica invece non accelera il fluido ma lo comprime direttamente imponenendo una riduzione di volume.

Ciao

[lucusta]

questa mi sembra la spiegazione piu' logica.

ok, ora tutti a casa a rileggere bernulli!

[Mauro80]

Originariamente inviato da wheisback

La cavitazione è dovuta al fatto che in un punto interno alla pompa, generalmente sul dorso delle pale al suction, si possa avere una pressione più bassa della tensione di vapore e dei gas disciolti così da generare bolle, quindi direi che con la viscosità non c'entra nulla.

Secondo me per rispondere alla domanda bastava fare riferimento alla definizione di viscosità, che è la resistenza allo scorrimento di un fluido.

Una turbopompa fornisce al fluido energia cinetica (accelerandolo) convertendo poi tale energia in energia di pressione. Se il fluido è molto viscoso, per definizione, si oppone all'accelerazione imposta dalla pompa.

Una pompa volumetrica invece non accelera il fluido ma lo comprime direttamente imponenendo una riduzione di volume.

Ciao

Mi sembra che ci sia qualcosa di poco corretto
Una pompa non impone una riduzione di volume, anche perché stiamo parlando di fluidi incomprimibili

Credo che alla fine sia un questione di superfici, nelle pompe volumetriche si riesce a trattare portate volumetriche maggiori con superfici inferiori, meno superfici bagnate significa meno lavoro d'attrito

[fabio80]

Originariamente inviato da lucusta

questa mi sembra la spiegazione piu' logica.

ok, ora tutti a casa a rileggere bernulli!

in bernoulli non entra la viscosità

[wheisback]

Originariamente inviato da Mauro80

Mi sembra che ci sia qualcosa di poco corretto
Una pompa non impone una riduzione di volume, anche perché stiamo parlando di fluidi incomprimibili

Credo che alla fine sia un questione di superfici, nelle pompe volumetriche si riesce a trattare portate volumetriche maggiori con superfici inferiori, meno superfici bagnate significa meno lavoro d'attrito

Una pompa per definizione elabora fluidi incomprimibili o poco comprimibili (ad esempio l'acqua), altrimenti si chiama ventilatore/compressore a seconda del salto di pressione realizzato.

Le pompe volumetriche, a stantuffo ad esempio, non fanno altro che riempire un volume di fluido ed esercitano una pressione riducendo il volume a disposizione del fluido (tramite un sitema biella-manovella simile a quello dei motori).

Un altro motivo che mi viene in mente è che in una turbopompa con fluidi viscosi si hanno problemi di pescaggio per lo stesso motivo detto prima, ovvero la resistenza al moto da parte del fluido.

Originariamente inviato da fabio80

in bernoulli non entra la viscosità

Non entra la viscosità ma è proprio bernoulli la chiave della domanda.

Una turbopompa non fa altro che usare il principio di bernoulli, o se preferisci il principio di conservazione dell'energia per sistemi aperti.

La pompa accelera il fluido fornendogli energia cinetica, quella energia cinetica viene trasformata in energia di pressione nella cassa o già nei canali palari (a seconda del tipo di pompa) in cui il fluido attraversa aree crescenti, quindi proprio per il principio di bernoulli il fluido rallenta e l'energia cinetica viene convertita in energia di pressione, che è quella che poi permette al fluido di risalire un condotto o vincere le resistenze di un circuito idraulico.

ciauz

[Mauro80]

Originariamente inviato da wheisback

Un altro motivo che mi viene in mente è che in una turbopompa con fluidi viscosi si hanno problemi di pescaggio per lo stesso motivo detto prima, ovvero la resistenza al moto da parte del fluido.

Pescaggio?

non lo so,ma non credo, dopotutto se ho un serbatoio ad un quota di 4 metri ed una pompa a quota zero anche se il fluido è viscoso questo dovrebbe essere pescato senza grossi problemi da una pompa centrifuga o sbaglio?

è sufficiente che venga rispettato l'NPSH della pompa

[wheisback]

Originariamente inviato da Mauro80

Pescaggio?

non lo so,ma non credo, dopotutto se ho un serbatoio ad un quota di 4 metri ed una pompa a quota zero anche se il fluido è viscoso questo dovrebbe essere pescato senza grossi problemi da una pompa centrifuga o sbaglio?

è sufficiente che venga rispettato l'NPSH della pompa

Solitamente le pompe si usano per far risalire un fluido all'interno di una condotta da un punto più basso a uno più alto, se il fluido si trova già a 4 metri perchè mai dovresti usare una pompa? ....e soprattutto, non ha molto senso portare un fluido a 4 metri per evitare i problemi di pescaggio visto che comunque il fluido a 4 metri ce lo devi prima portare.

Siete fissati con sta cavitazione, eh?

In genere quando si installa una pompa la caduta di pressione al suction è anche quella che richiama il fluido.
Solo in pochi casi la pompa prima di essere messa in funzione viene bagnata, uno di questi casi è proprio quando di hanno fluidi "più viscosi" del solito, oltre una certa soglia però i fluidi viscosi non si possono usare con le turbopompe e si passa alle volumetriche, a stantuffo e/o a vite soprattutto.