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MISURA
applicazioni
Automazione e Strumentazione
n
Novembre/Dicembre 2015
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questo caso, per il rendimento si dovrebbe assu-
mere un valore ipotetico, secondo nozioni teori-
che che potrebbero rivelarsi lontane dalla realtà.
Essendo uno strumento di misura avanzato,
sono stati esaminati vari prodotti disponibili sul
mercato in base al livello tecnico. Lo strumento
adeguato,
modello 86-2112R-502
, è stato sele-
zionato avvalendosi anche dell’esperienza ven-
tennale di
Burster Italia
di Curno (BG) relativa
a sensori di coppia torcente e dei relativi giunti
di accoppiamento. Un’immagine dello strumento
e lo schema di montaggio sono presentati nelle
►
figura 2
e
►
figura 3
.
Le prestazioni della pompa
e del motore elettrico
Le prestazioni di una pompa centrifuga sono
valutate attraverso tre parametri: portata, preva-
lenza e rendimento totale
La
portata
è il volume utile di liquido convo-
gliato dalla pompa nell’unità di tempo. L’unità
di misura di questa grandezza è tipicamente il
[m
3
/h] e le misurazioni possono essere eseguite
in vari modi. Il metodo della pesata, utilizzato nel
nostro studio e descritto in maniera dettagliata
all’interno della norma UNI EN 24185, consi-
ste nell’eseguire una misurazione della portata
in condotto chiuso, attraverso la pesatura della
massa di liquido convogliata in un serbatoio stru-
mentato da una bilancia, in un intervallo definito
di tempo. La portata varia in funzione del numero
di giri della pompa.
La
prevalenza
è il lavoro utile che la pompa
trasmette al liquido. Il calcolo della prevalenza
deriva dall’equazione dell’energia meccanica.
Considerando le sezioni di mandata e aspirazione
alla stessa quota e delle stesse dimensioni, l’equa-
zione è semplificata e la prevalenza
H
, in [m], è
determinata dalla formulazione seguente:
Dove Δp è la differenza di pressione tra le sezioni
di uscita e ingresso, misurata in [Pa];
ρ
la densità
del liquido elaborato in [kg/m
3
] e
g
l’accelera-
zione di gravità in [m/s
2
].
Il
rendimento totale
è il rapporto tra la potenza
fornita al fluido e quella assorbita dalla pompa.
La formulazione del rendimento è la seguente:
Dove Q è la portata alla sezione
di uscita in [m
3
/s] e
P
la potenza
assorbita dalla pompa in [kW], cal-
colata come
P=C∙
ω
, con
C
coppia
in [Nm] misurata all’albero di tra-
smissione,
ω
velocità di rotazione
dell’albero, in [rad/s].
Anche per il motore è stato valu-
tato il rendimento totale
, che con-
sidera la trasformazione dell’ener-
gia da elettrica a meccanica. Allo
stesso modo del caso precedente, il
rendimento rappresenta il rapporto
tra la potenza meccanica erogata
e la potenza elettrica assorbita dal
motore. La formulazione del rendimento è la
seguente:
Il sistema di misura e controllo
Nella
►
figura 4
è presentato il banco di misura
completo. Di seguito sono descritti i componenti
principali e gli strumenti di misura e controllo uti-
lizzati:
Motore elettrico.
I collegamenti elettrici sono
stati strumentati attraverso pinze amperome-
triche per monitorare la potenza assorbita. Il
motore inoltre è stato collegato a inverter
(1)
,
tramite questo strumento di controllo è possi-
Figura 3 - Schema di montaggio del misuratore di coppia, tra i due componenti
motore e pompa
Figura 4 - Banco di misura
completo. Disposizione dei vari
strumenti di analisi
(1)
L’inverter, modello Starvert iG5A
della LS Electronics, è stato fornito
all’Università di Ferrara a titolo gratu-
ito. La ditta coreana LG, proprietaria di
LS, nel caso di utilizzo a scopo didattico
applica per alcuni articoli una politica
di spedizione e utilizzo gratuiti.