14-06-2024 - Energy systems - Pump-system coupling(02) [EN]-[IT]

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ENGLISH
14-06-2024 - Energy systems - Pump-system coupling(02) [EN]-[IT]

Pump-system coupling (02)

Define the operating point of a pump inserted in a hydraulic circuit
The operating point of a hydraulic pump in a circuit is determined by the intersection of the pump characteristic curve with the system characteristic curve. By system we mean the hydraulic system in which the pump must operate.
The characteristic curves
The characteristic curves of the pump are those of flow rate and head:
-Q represents the flow rate (in m³/h)
-H represents the height or head (in meters).

The flow rate-head graph describes how the pump head varies as the flow rate varies. The behavior is usually as follows: as the flow rate increases, the head decreases.

So by plotting both the Q-H characteristic curves of both the pump and the hydraulic system we will be able to determine the operating point

The point of intersection
Once the graph has been prepared with the two curves described above we will find an intersection point which represents the operating point. This point provides the flow rate (Q) and head (H) at which the pump will operate in that particular circuit.

NOTE: Below is the formula for the head required by a hydraulic system:

Operating point of a pump inserted in a system
What is the first thing to do when sizing a plumbing system?
The first thing to do is identify the required flow rate value.
At this point we will move on to choosing the diameter of the pipes taking into account the two characteristics shown below:
-small diameters lead to high speeds with high fluid dynamic losses, with high operating costs
-large diameters entail higher investment costs
To choose the diameter of the pipes, the cost factor usually shifts the choice to one or the other option
Operating point
At this point the operating point is identified by tracing the characteristic curve of the pump based on the manufacturer's data and the characteristic curve of the system.
This graph will show a point of intersection between the two curves. At this point the graph will show the flow rate Q and the head H at which the pump will operate in that specific hydraulic circuit.

operation of a pump inserted in a closed circuit
When a pump is inserted in a closed hydraulic circuit, the head serves exclusively to overcome fluid dynamic losses.
In this case the pump is defined as a circulator and the head formula is simplified as follows:

Conclusions
By plotting both characteristic flow-head curves of both the pump and the hydraulic system we will be able to determine the operating point.

Request
Have you ever had to deal with the design of hydraulic circuits? Or did you study them at school?

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ITALIAN
14-06-2024 - Sistemi energetici - Accoppiamento pompa-impianto(02) [EN]-[IT]

Accoppiamento pompa-impianto(02)

Definire il punto di funzionamento di una pompa inserita in un circuito idraulico
Il punto di funzionamento di una pompa idraulica in un circuito è determinato dall'intersezione della curva caratteristica della pompa con la curva caratteristica del sistema. Per sistema si intende il sistema idraulico in cui la pompa deve funzionare.
Le curve caratteristiche
Le curve caratteristiche della pompa sono quelle della portata e della prevalenza:
-Q rappresenta la portata (in m³/h)
-H rappresenta l'altezza o prevalenza (in metri).

Il grafico portata-prevalenza descrive come varia la prevalenza della pompa al variare della portata. Il comportamento solitamente è il seguente: all'aumentare della portata, la prevalenza diminuisce.

Quindi tracciando entrambe le curve caratteristiche Q-H sia della pompa che del sistema idraulico saremo in grado di determinare il punto di funzionamento

Il punto di intersezione
Una volta preparato il grafico con le due curve descritte prima troveremo un punto di intersezione che rappresenta il punto di funzionamento. Questo punto fornisce la portata (Q) e la prevalenza (H) a cui la pompa opererà in quel particolare circuito.

NOTA: Qui di seguito è riportata la formula della prevalenza richiesta da un impianto idraulico:

Punto di funzionamento di una pompa inserita in un impianto
Qual è la prima cosa da fare per il dimensionamento di un impianto idraulico?
La prima cosa da fare è individuare il valore di portata richiesto.
A questo punto si passerà alla scelta del diametro delle tubazioni tenendo conto delle due caratteristiche qui di seguito riportate:
-piccoli diametri comportano alte velocità con elevate perdite fluidodinamiche, con elevati costi di esercizio
-grandi diametri comportano costi di investimento superiori
Per effettuare la scelta del diametro delle tubazioni di solito il fattore costo sposta la scelta sull’una o sull'altra opzione
Punto di funzionamento
A questo punto si individua il punto di funzionamento tracciando la curva caratteristica della pompa basata sui dati del produttore e la curva caratteristica del sistema.
Questo grafico mostrerà un punto di intersezione tra le due curve. In questo punto il grafico mostrerà la portata Q e la prevalenza H a cui opererà la pompa in quel determinato circuito idraulico.

funzionamento di una pompa inserita in un circuito chiuso
Quando una pompa è inserita in un circuito idraulico chiuso, la prevalenza serve esclusivamente a vincere le perdite fluidodinamiche.
In questo caso la pompa viene definita come circolatore e la formula della prevalenza si semplifica come qui di seguito:

Conclusioni
Tracciando entrambe le curve caratteristiche della portata-prevalenza sia della pompa che del sistema idraulico saremo in grado di determinare il punto di funzionamento.

Domanda
Avete mai avuto a che fare con la progettazione di circuiti idraulici? Oppure li avete studiati a scuola?

THE END