La curva caratteristica della pompa definita nella pagina Curva pompa per una oggetto pompa è appropriata per il funzionamento normale della pompa (scarico e carico entrambi positivi), ma non per il funzionamento della pompa al di fuori della zona normale.
Durante un evento transitorio, possono verificarsi turbinamento, inversione del flusso, inversione di velocità e così via. Devono essere prese in considerazione tutte le combinazioni di scarico e carico positive e negative.
InfoWorks TS include otto curve caratteristiche della pompa a quattro quadranti integrate che descrivono il comportamento della pompa durante il funzionamento normale e anomalo della pompa. Tre delle curve sono state costruite utilizzando i dati degli esperimenti di Hollander sulle pompe centrifughe riportati in forma tabulare in Wylie e Streeter (1983, 1993). Altri cinque sono stati costruiti utilizzando i dati forniti da Thorley (1991).
Per le turbine è attualmente disponibile una sola coppia di curve Suter. Queste si basano sul diagramma a quattro quadranti fornito per una pompa-turbina reversibile in Engineering Monograph No 39 (Bureau of Reclamation, 1977) e attualmente hanno valori per le aperture delle paratoie dal 100% al 20%.
Una curva di esempio è mostrata qui di seguito. Vengono tracciate le curve di h/(α2+v2) e β/(α2+v2), dove:
h = H/HR = Carico effettivo /Carico nominale
v = Q/QR = Portata effettiva/Portata nominale
α = N/NR = Velocità effettiva/Velocità nominale
β = T/TR = Coppia effettiva/Coppia nominale
Le curve vengono tracciate in un intervallo compreso tra 0 e 2π utilizzando 89 punti dati ad intervalli di π/44 radianti.
Esempio di curva a quattro quadranti
| Quadrante | Zona | Portata (v) | Velocità (a) | Carico (h) | Coppia (w) | Definizione |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I | Un | + | + | + | + | Pompaggio normale |
| I | B | + | + | - | + | Dissipazione di energia |
| I | C | + | + | - | - | Turbina inversa |
| II | D | + | - | - | - | Dissipazione di energia |
| II, III | E | ± | - | ± | - | Pompaggio a rotazione inversa |
| III | F | - | - | + | - | Dissipazione di energia |
| III | G | - | - | + | + | Turbina normale |
| IV | H | - | + | + | + | Dissipazione di energia |
Tabella 1: zone operative e quadranti delle pompe
Il file della pompa da utilizzare viene determinato in base alla quantità di velocità specifica. Viene selezionato il file associato alla velocità specifica più vicina al valore di velocità calcolato.
La velocità specifica viene calcolata come:
|
|
dove: NR = Velocità nominale, giri/min QR = Portata nominale, m3/s (gpm) HR = Carico nominale, m (ft) |
| File pompa | Velocità specifica pompa (unità SI) |
Velocità specifica pompa (unità US) |
|---|---|---|
| 1 | 25 | 1270 |
| 2 | 147 | 7600 |
| 3 | 261 | 13500 |
| 4 | 72 | 3725 |
| 5 | 85 | 4409 |
| 6 | 101 | 5203 |
| 7 | 131 | 6792 |
| 8 | 169 | 8764 |
Tabella 2: file incorporati a quattro quadranti