Energia di pompaggio (2)

Gruppo di pompaggio con vaso di espansione a membranaQualche giorno fa ho parlato dell’energia di pompaggio, volevo tornarci perché lo reputo un discorso che merita attenzione.
Come dicevo, nel dimensionamento delle tubazioni per l’acqua, si oggi parliamo ancora di acqua, cerco di mantenere una velocità inferiore ai 2 m/sec, anche se il limite può arrivare a 2,5 m/sec.
A questo link, potete trovare delle tabelle che danno la variazione delle perdite di carico dell’acqua in tubi di acciaio, in funzione della portata, ovvero della velocità. Le perdite di carico aumentano con il quadrato della velocità, in pratica potete notare che i valori delle perdite di carico distribuite in una tubazione, incrementa sensibilmente all’aumentare della velocità, soprattutto quando si superano i fatidici 2,5 m/sec, ovvero ci si avvicina alla zona di moto turbolento.

Un aumento delle perdite di carico, significa installare una pompa che per poter trasportare l’acqua in tali tubazioni, deve avere più prevalenza ovvero più pressione. Deve cioè fare più fatica a far passare l’acqua…quindi assorbe più energia (elettrica).
Dalla formula seguente, si ricava la potenza assorbita da una pompa, in base a portata e pressione (in funzione del fluido spostato…peso specifico).

Calcolo della potenza di una pompa idraulica per fluidi

 

La potenza così espressa è la potenza utile, cioè quella strettamente necessaria per sollevare la portata d’acqua Q all’altezza H.

A causa delle inevitabili perdite d’energia la potenza utilizzata, cioè quella realmente necessaria per far funzionare la pompa, è maggiore e viene definita potenza assorbita.
Il rapporto fra la potenza utile e quella assorbita è definito rendimento. Il rendimento è sempre inferiore all’unità perché in qualsiasi macchina operatrice la potenza utile è sempre minore di quella assorbita.

Riprendo il ragionamento…la portata non la possiamo modificare in quanto fa parte delle variabili di dimensionamento delle macchine termiche, ma la pressione è direttamente collegata alle perdite di carico totali.

Quindi diminuendo le perdite di carico, possiamo impiegare meno energia per spostare l’acqua.

Considerando che un tubo lo posate una volta e lo pagate una volta, mentre una pompa, assorbe la stessa corrente ogni volta che è in marcia per tutte le ore che gira (sugli impianti industriali di processo equivale a dire sempre), diventa facile fare una mano di conti, ogni 1kw in più per un anno significa 8000 kw.