Una girante è un componente rotante dotato di palette o lame utilizzato in turbomacchine (ad esempio pompe centrifughe). La deviazione del flusso sulle palette della girante permette di convertire la potenza meccanica (energia sulle palette) in potenza di uscita della pompa.
In conformità con EUROPUMP TERMINOLOGY e DIN 24250, si distingue tra giranti in senso antiorario e in senso orario, viste nella direzione del flusso in entrata.
A seconda del flusso del fluido nelle pompe multistadio e della disposizione delle giranti sull’albero della pompa, il design e la disposizione delle giranti sono classificati come: monostadio, multistadio, entrata singola, entrata doppia, entrata multipla, disposizione in linea (tandem) o back-to-back. Tipiche disposizioni della girante sono illustrate nelle Figg. da 17 a 19 Girante.
A seconda del modello di linea di flusso nella girante (specialmente nell’area del diametro esterno della girante), le giranti sono suddivise nei seguenti tipi:
Tipi di girante
- Girante radialeVedi Figg. 1, 2 Girante
- Girante a flusso mistoVedi Figg. 3, 4, 6 Girante
- Girante a flusso assialeVedi Fig. 5 Girante
- Girante perifericaVedi Fig. 15 Girante
Fig. 1 Girante: Girante radiale con palette puramente radiali, punto di ristagno S (mostrato con la copertura anteriore rimossa) Fig. 2 Girante: Girante radiale con palette che si estendono nell’occhio di aspirazione (mostrato con la protezione anteriore rimossa) Fig. 3 Girante: Girante a flusso misto (girante diagonale) (mostrata con il rivestimento anteriore rimosso) Fig. 4 Girante: Girante a flusso misto (elica a flusso misto)
Fig. 5 Impeller: Girante assiale (elica assiale) Fig. 6 Girante: Varianti di una girante a flusso misto che mostrano la differenza tra una girante chiusa e una aperta, una girante ad entrata singola e una a doppia entrata
Per alloggiare le palette, tutte le giranti sono dotate di una carenatura posteriore e, nel caso delle giranti chiuse, anche di una carenatura anteriore (vedi attrito del disco); A seconda della prospettiva, questi possono anche essere visti come un rivestimento interno e, nel caso di giranti chiuse, un rivestimento esterno. Se una girante non ha un rivestimento anteriore (esterno), viene classificata come una girante aperta.
Per ottenere un rendimento ottimale della pompa e valori minimi di NPSHr, la girante deve essere dotata di un certo numero di palette. L’impiego di un basso numero di palette aumenta la sezione di flusso libero e senza ostacoli attraverso la girante. Questo permette alle giranti di gestire fluidi più o meno contaminati (pompe per acque reflue, pompe per polpa di cellulosa) e solidi (trasporto di solidi).
In pratica, il numero di palette delle giranti a flusso radiale e misto che trattano liquidi contenenti fanghi o solidi è ridotto a una, due o tre palette. Queste giranti sono chiamate giranti a canale o a palette singole e possono essere aperte o chiuse.
Vedi fig. 7 a 13 Girante
Fig. 7 Girante: Girante chiusa a una paletta (mostrata con la protezione rimossa) Fig. 8 Girante: Girante monocanale aperta Fig. 9 Girante: Girante monocanale chiusa (mostrata con il rivestimento anteriore rimosso)
Fig. 10 Girante: Girante chiusa a due canali (mostrata con copertura rimossa) Fig. 11 Girante: Girante aperta a due canali con palette a S
Fig. 12 Girante: Girante chiusa a tre canali (mostrata con copertura rimossa) Fig. 13 Girante: Girante aperta a tre canali con palette cilindriche
Le giranti chiuse a una paletta sono utilizzate per pompare fluidi contenenti solidi molto grossolani. Sono caratterizzate da un passaggio libero non intasabile. Lo svantaggio di queste giranti è il cosiddetto squilibrio idraulico dovuto al campo di pressione asimmetrico. Vedi Fig. 7 Girante
Le giranti a canale aperto o a palette singole sono usate per trattare liquidi gassosi. Si parla di una girante a palette singole aperta e diagonale (girante D) quando le linee di flusso nella girante corrono diagonalmente verso l’esterno. È particolarmente adatta per acque reflue non trattate, cariche di solidi e gassose, nonché per fluidi con una maggiore viscosità. Vedi Fig. 8 Girante
Le pale delle eliche assiali e a flusso misto (vedi Pompa a elica) possono essere fisse, regolabili (quando la pompa è smontata) o a passo variabile (vedi Regolazione del passo delle pale della girante).
Nel caso di pale regolabili o a passo variabile, il contorno o il profilo del corpo della pompa e del mozzo nella regione di regolazione è solitamente sferico. Questo assicura che la larghezza del gioco interno ed esterno al mozzo rimanga costante per tutti gli angoli di regolazione del passo delle pale. Vedi Fig. 4 Girante
La girante a flusso libero e la girante periferica rappresentano tipi di girante speciali. Vedi Figg. 14 a 15 Girante
Fig. 14 Girante: Girante a flusso libero
Fig. 15 Girante: Girante periferica
Quando si sceglie una pompa per una data portata (Q) e una data prevalenza (H) il tipo di girante è decisivo. La libera scelta di un tipo di girante assiale, a flusso misto, radiale o periferica è limitata dal fatto che i valori della velocità di rotazione prevista (n) e il diametro previsto della girante (D) non devono essere troppo estremi. La capacità di ottenere rendimenti ottimali della pompa o degli stadi ad una velocità specifica (ns) dipende quindi dal design specifico della girante:
- Girante radiale ns ≈ da 12 a 80 rpm
- Giranti a flusso misto ns ≈ da 80 a 160 rpm
- Giranti a flusso assiale ns ≈ da 160 a 400 rpm e superiori
Fig. 16 Girante: Girante aperta, diagonale a palette singole (girante D)
Fig. 17 Girante: Disposizione della girante in linea (tandem) ad entrata singolamenta) A stadio singolob) A due stadi c) A sei stadi
Fig. 18 Girante: Disposizione della girante a doppia entrata, back-to-back impellermenta) Doppia entrata, singolo stadiob) Quattro entrate, singolo stadio c) Doppia entrata, tre stadi
Fig. 19 Girante: Disposizione della girante ad entrata singola, back-to-back a) Due stadi (back-to-back)b) Quattro stadi (crossover)c) Sei stadi (back-to-back)