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GENNAIOFEBBRAIO 2016 AUTOMAZIONE OGGI 387 108
AO ANALISI E MISURA
1- Motore elettrico. I collegamenti elettrici sono stati strumentati
attraverso pinze amperometriche per monitorare la potenza as-
sorbita. Il motore inoltre è stato collegato a inverter (modello
Starvert iG5A di LS Electronics, di proprietà della ditta coreana
LG); tramite questo strumento di controllo è possibile variare il
valore della frequenza elettrica di eccitazione e regolare il numero
di giri.
2 - Misuratore di coppia. Misura la coppia effettivamente trasfe-
rita dal motore alla pompa e la velocità di rotazione dell’albero,
avendo a disposizione su questo modello anche il rilievo per la
misura angolare. Lo strumento, caratterizzato da un’ampia pre-
cisione di misura, ha un’accuratezza dello 0,02% sul fondo scala,
pari a ±0,004 Nm. L’accoppiamento alla trasmissione è stato rea-
lizzato tramite appositi giunti, anch’essi forniti da Burster Italia. I
giunti, del tipo a soffietto, assicurano un accoppiamento solidale
e permettono il montaggio del torsiometro anche in presenza di
piccoli disallineamenti.
3 - Pompa. I condotti di aspirazione e mandata sono stati strumen-
tati attraverso sensori di pressione, per misurare il Δp tra ingresso
e uscita della pompa e determinarne la prevalenza. Sul condotto
di mandata è presente una valvola a saracinesca, per simulare le
perdite di carico dell’impianto e spaziare su tutta la curva portata-
prevalenza.
4 - Serbatoi di carico. I due serbatoi hanno la funzione di fornire
l’acqua alla pompa e misurare la quantità di liquido elaborata. Il
serbatoio di misura, che riceve il liquido, è posto su una bilancia
elettronica. Attraverso la misura del volume di liquido e quella
cronometrica si è in grado di determinare la portata.
Curve caratteristiche, coppie e rendimenti
Attraverso le misurazioni effettuate al banco di prova è stato pos-
sibile determinare la curva caratteristica portata-prevalenza della
pompa, per varie velocità di rotazione. In Figura 5 è presentato il
relativo grafico, con i valori della portata Q sull’asse delle ascisse
e della prevalenza H sull’asse delle ordinate. Entrambe le gran-
dezze sono state adimensionalizzate. Nel grafico di Figura 6 sono
presentati i va-
lori di coppia,
in Nm, misurati
dal torsiometro
sull’albero di
trasmissione tra motore elettrico e pompa. I valori sono sempre
in funzione della portata adimensionale e le curve sono tracciate
per le tre velocità di rotazione considerate. Conoscendo la cop-
pia meccanica effettivamente erogata dal motore e la velocità di
rotazione dell’albero, è stata calcolata l’esatta potenza trasferita
dal motore elettrico alla pompa e, di conseguenza, è stato pos-
sibile ricavare i rendimenti separati dei due componenti. I valori
calcolati di rendimento % sono indicati nelle Figure 7 e 8 sempre
in funzione della
portata adimen-
sionale. Attra-
verso le analisi
condotte al banco
prova, supportate
dall’elevato livello
tecnico degli stru-
menti adottati, le
prestazioni idrau-
liche della pompa
sono state stu-
diate in maniera
approfondita.
Riuscendo a iso-
lare le prestazioni
idrauliche della
pompa, questo
lavoro pone le
basi per un uti-
lizzo avanzato del
banco, come lo
sviluppo di nuovi
componenti e
tecnologie appli-
cabili alle pompe
centrifughe e alle
macchine idrauli-
che in generale.
Nota bibliografica:
Giorgio Negri di
Montenegro, Mi-
chele Bianchi, Anto-
nio Peretto (2009),
“Sistemi energetici
e macchine a flu-
ido” Vol. 1, Pitagora;
Giuseppe Cantore
(1999), “Macchine”,
Esculapio; KSB
Aktiengesellschaft,
“Selezione delle
pompe centrifughe”;
Burster, “Technical
data sheet”
(*) Burster Italia,
(**) Università di Ferrara - Dipartimento di Ingegneria
Burster Italia -
Figura 8 - Rendimento del motore
elettrico in funzione della portata
Figura 5 -
Prestazioni
della pompa
centrifuga per
varie velocità
di rotazione
Figura 6 - Coppia meccanica misurata dal
torsiometro in funzione della portata
Figura 7 - Rendimento totale della
pompa in funzione della portata