Nelle industrie pesanti come quella mineraria, metallurgica, elettrica e di dragaggio, le pompe per liquami fungono da robuste attrezzature per il trasporto di miscele solido-liquido. Tuttavia, molti utenti hanno osservato che l’efficienza delle pompe per liquami è notevolmente inferiore a quella delle pompe per acque chiare. Le pompe per acque chiare raggiungono in genere un'efficienza compresa tra il 75% e il 90%, mentre le pompe per liquami variano principalmente dal 60% al 75% o anche meno. L'efficienza generalmente inferiore delle pompe per liquami rispetto alle pompe per acque chiare è principalmente attribuita ai seguenti fattori:
Differenze nelle caratteristiche dei mezzi di trasporto
Impatto delle particelle solide
I liquami contengono un gran numero di particelle solide. Quando queste particelle fluiscono all'interno della pompa, generano un intenso attrito con le parti della parte umida come la girante e il corpo della pompa, che non solo aumenta la resistenza al flusso ma causa anche una perdita di energia. Ad esempio, nel trasporto dei liquami minerari, le particelle di minerale duro causano una grave usura dei componenti della pompa, irruvidindo i canali di flusso interni e aumentando ulteriormente la perdita di energia, riducendo così l’efficienza della pompa.
Variazioni di densità e viscosità
I liquami normalmente hanno densità e viscosità più elevate rispetto all'acqua limpida. Una densità più elevata significa che la pompa consuma più energia per sollevare il liquame, mentre una viscosità più elevata aumenta l'attrito interno durante il flusso, dissipando l'energia utilizzata per superare la resistenza e riducendo la proporzione di energia convertita in prevalenza e portata effettive. I liquami delle acque reflue, ad esempio, possono avere una viscosità diverse volte superiore a quella dell'acqua pulita, esercitando un impatto significativo sull'efficienza della pompa.
Caratteristiche di progettazione strutturale
Progettazione di parti umide
Per agevolare il trasporto dei liquami, le parti umide delle pompe per liquami sono generalmente progettate per essere resistenti e garantire una maggiore resistenza all'usura. Tuttavia, questo design aumenta la resistenza al flusso interno e la perdita di energia durante il flusso del fluido. Al contrario, le pompe per acque chiare sono dotate di parti umide ottimizzate per ridurre al minimo la resistenza e massimizzare l'efficienza. Ad esempio, le pale della girante delle pompe per liquami sono più spesse, con canali di flusso tra le pale più larghi e irregolari, diversi dal design aerodinamico ad alta efficienza delle pompe per acque chiare.
Configurazione dello spazio libero
Le particelle solide nel liquame tendono a causare l'usura dei componenti, pertanto le pompe per liquame richiedono spazi maggiori per evitare grippaggi dovuti all'abrasione. Tuttavia, spazi maggiori portano al ricircolo interno durante il funzionamento: parte del liquame energizzato ritorna al lato di aspirazione, sprecando energia e riducendo l'efficienza complessiva della pompa. Le pompe per acque chiare hanno requisiti di spazio libero meno rigorosi, consentendo spazi più piccoli per ridurre perdite e ricircolo e migliorare l'efficienza.
Fattori di usura
Degrado delle prestazioni dovuto all'usura dei componenti
Durante il funzionamento, le parti umide delle pompe per liquami vengono continuamente erose e usurate da particelle solide. Nel corso del tempo, la forma e le dimensioni delle giranti, dei corpi delle pompe e di altre parti si deteriorano, ad esempio assottigliando le pale della girante e canali di flusso deformati, interrompendo il campo di flusso interno ideale, causando un flusso turbolento e un'ulteriore perdita di energia e, infine, riducendo l'efficienza della pompa. In confronto, le pompe per acque chiare subiscono un'usura minima dei componenti grazie ai mezzi puliti, mantenendo prestazioni stabili ed elevata efficienza per lunghi periodi.
Difficoltà di manutenzione e mantenimento dell'efficienza
L'usura riduce il ciclo di manutenzione e aumenta la difficoltà di manutenzione delle pompe per liquami. Il rilevamento ritardato e la riparazione dei componenti usurati porteranno a un continuo calo dell'efficienza. Anche dopo aver sostituito le parti usurate, è difficile ripristinare completamente le condizioni di funzionamento ottimali originali della pompa. Le pompe per acque chiare, d'altro canto, sono relativamente facili da mantenere e possono sostenere un'elevata efficienza operativa in modo più costante.
