Principi e Componenti Essenziali delle Macchine Idrauliche: Pompe e Turbine

Descrizione e Caratteristiche di Macchine Idrauliche e Turbomacchine Volumetriche

Le macchine idrauliche volumetriche sono quelle nelle quali la densità di energia di scambio dei fluidi coinvolti rimane costante durante il processo.

Macchine a Cilindrata Volumetrica o a Spostamento Positivo

In queste macchine, lo scambio di energia avviene sotto forma di energia di pressione dovuta alla variazione di volume.

Turbomacchine

A differenza delle precedenti, i cambiamenti nella direzione del flusso e il valore assoluto della velocità sono i fattori principali che determinano lo scambio energetico.

Componenti di Pompe e Turbine

Pompe Rotodinamiche

Macchine a motore rotativo che utilizzano energia meccanica per trasformarla in energia di pressione per il fluido. Gli elementi principali sono:

• Girante: Organo di scambio energetico attaccato all'albero della macchina, composto da elementi chiamati pale che forniscono energia cinetica al fluido, attivata dall'energia meccanica.
• Corona Guida: Trasforma in modo ordinato l'energia cinetica in energia di pressione. Si compone di alette che dirigono il flusso in modo ottimale e con perdite minime. È una caratteristica delle pompe, e la sua presenza ottimizza il funzionamento della macchina.
• Cassa a Spirale (Voluta): Raccoglie il liquido e lo convoglia all'uscita della pompa con perdite minime. Trasforma l'energia dinamica in energia di pressione in modo molto efficiente.
• Diffusore: È l'ultimo elemento responsabile della trasformazione dell'energia.

Turbine Idrauliche

Utilizzano la pressione di un liquido per generare energia elettrica. Gli elementi di una turbina sono:

• Condotta Forzata: Il tubo che alimenta la turbina spinge il liquido alla turbomacchina. Prima di raggiungere le pale della turbina, è presente una paratoia o una valvola, solitamente gestita da un sistema idraulico.
• Cassa (o Corpo): Questa componente è fondamentale in quanto modifica la pressione del fluido in velocità (tipica delle turbine a reazione).
• Distributore (per Turbine a Reazione): Corrisponde alle pale fisse della pompa; in questo caso, dirige il flusso verso la girante e contribuisce alla trasformazione della pressione in velocità.
• Girante: In questo caso, l'organo di scambio energetico attaccato all'albero della macchina è costituito da vari elementi chiamati pale, alimentate dal liquido.
• Tubo di Scarico: Una volta utilizzata la sua energia, il fluido viene convogliato a un canale di uscita.