Perché l'efficienza delle pompe per fanghi è generalmente inferiore a quella delle pompe per acqua pulita

Nelle industrie pesanti come quelle minerarie, metallurgiche, energetiche e di dragaggio, le pompe per fanghi rappresentano apparecchiature robuste per il trasporto di miscele solido-liquido. Tuttavia, molti utenti hanno osservato che l'efficienza delle pompe per fanghi è notevolmente inferiore a quella delle pompe per acqua pulita. Le pompe per acqua pulita raggiungono in genere un'efficienza compresa tra il 75% e il 90%, mentre le pompe per fanghi si attestano perlopiù tra il 60% e il 75% o anche meno. La minore efficienza delle pompe per fanghi rispetto alle pompe per acqua pulita è principalmente attribuibile ai seguenti fattori:

Le sospensioni contengono un gran numero di particelle solide. Quando queste particelle scorrono all'interno della pompa, generano un intenso attrito con i componenti che attraversano il flusso, come la girante e il corpo pompa, il che non solo aumenta la resistenza al flusso ma causa anche perdite di energia. Ad esempio, nel trasporto di sospensioni minerarie, le particelle di minerale duro causano una forte usura ai componenti della pompa, rendendo ruvidi i canali di flusso interni e aumentando ulteriormente le perdite di energia, riducendo così l'efficienza della pompa.

I fanghi hanno normalmente una densità e una viscosità maggiori rispetto all'acqua pulita. Una densità maggiore implica che la pompa consumi più energia per sollevare il fango, mentre una viscosità maggiore aumenta l'attrito interno durante il flusso, dissipando l'energia utilizzata per vincere la resistenza e riducendo la percentuale di energia convertita in prevalenza e portata effettive. I fanghi di depurazione, ad esempio, possono avere una viscosità diverse volte superiore a quella dell'acqua pulita, con un impatto significativo sull'efficienza della pompa.

Per il trasporto di fanghi, i componenti a contatto con il flusso delle pompe per fanghi sono generalmente progettati per essere robusti e resistenti all'usura. Tuttavia, questa progettazione aumenta la resistenza interna al flusso e la perdita di energia durante il passaggio del fluido. Al contrario, le pompe per acqua pulita presentano componenti a contatto con il flusso dal design aerodinamico, studiato per minimizzare la resistenza e massimizzare l'efficienza. Ad esempio, le pale della girante delle pompe per fanghi sono più spesse, con canali di flusso inter-pala più ampi e irregolari, a differenza del design aerodinamico ad alta efficienza delle pompe per acqua pulita.

Le particelle solide presenti nelle sospensioni tendono a causare usura dei componenti, pertanto le pompe per sospensioni richiedono tolleranze maggiori per evitare il bloccaggio dovuto all'abrasione. Tuttavia, tolleranze maggiori comportano un ricircolo interno durante il funzionamento: parte della sospensione energizzata rifluisce verso il lato di aspirazione, sprecando energia e riducendo l'efficienza complessiva della pompa. Le pompe per acqua pulita hanno requisiti di tolleranza meno stringenti, consentendo tolleranze minori per ridurre perdite e ricircolo e migliorare l'efficienza.

Durante il funzionamento, i componenti a contatto con il fluido delle pompe per fanghi sono continuamente soggetti a erosione e usura da parte delle particelle solide. Nel tempo, la forma e le dimensioni delle giranti, dei corpi pompa e di altre parti si deteriorano, ad esempio con l'assottigliamento delle pale della girante e la deformazione dei canali di flusso, alterando il campo di flusso interno ideale, causando un flusso turbolento e un'ulteriore perdita di energia, e riducendo in definitiva l'efficienza della pompa. Al contrario, le pompe per acqua pulita presentano un'usura minima dei componenti grazie al fluido pulito, mantenendo prestazioni stabili ed elevata efficienza per lunghi periodi.

L'usura accorcia il ciclo di manutenzione e aumenta la difficoltà di manutenzione delle pompe per fanghi. Il rilevamento e la riparazione tardivi dei componenti usurati comportano un continuo calo dell'efficienza. Anche dopo la sostituzione delle parti usurate, è difficile ripristinare completamente le condizioni operative ottimali originarie della pompa. Le pompe per acqua pulita, d'altro canto, sono relativamente facili da manutenere e possono mantenere un'elevata efficienza operativa in modo più stabile.