Ponpa

Ponpa, zehatzago ponpa hidraulikoa, iristen zaion energia (eskuarki, energia mekanikoa) bertatik igarotzen den jariakin konprimagaitzaren energia (presio, kokapen edo abiadura eran) bihurtzen duen makina bat da. Orohar jariakina garraiatu eta jasotzeko erabiltzen da, adibidez ur-hornidurarako. Jariakin konprimagaitza likidoa zein solido-likido nahasketa izan daiteke; hormigoiaren edo paper pastaren nahasketa, kasu. Jariakinaren energia handitzerakoan, presioa, abiadura edo altuera handitzen dira, Bernoulliren printzipioaren arabera.

Eskuz eragiten den ponpa zahar bat.

Ponpa terminoa anbiguoa da: batzuetan ponpa hidraulikoei buruz soilik aritzeko erabiltzen da, arestian definitu bezala; beste batzuetan, adiera zabalago batean, jariakin konprimagarriak (gasak, kasu) hartu eta horien dentsitatea aldatzen duten makinak izendatzeko ere erabiltzen da: haizagailuak, konpresoreak eta aire-ponpak (eta horien artean huts ponpak). Artikulu hau adiera hertsiari buruz ari da, ponpa hidraulikoei buruz, alegia.

Historia

Aurretik Senaquerib Asiriako erregeak erabili bazuen ere, lehen ezagutzen den ponpa Arquimidesen torlojua deritzona da, Arquimedesen eskutik K.a III. mendean sortu zena. XII. mendean, Al-Jazarik hainbat ponpa deskribatu eta ilustratu zituen, ponpa itzulgarria, akzio bikoitzeko ponpak, huts-ponpak, ur-ponpak eta desplazamendu positiboko ponpak, besteak beste.

Ponpa motak

Lobulo bikoitzeko ponpa.	Engranajedun ponpa.
Ponpa rotodinamiko axiala.	5 mailako ponpa zentrifugoa.

Funtzionamenduaren arabera

Desplazamendu positiboko ponpak edo ponpa bolumetrikoak hidrostatikan oinarrituta daude; horregatik, presioaren handitzea pareten bultzadak sortua da. Ponpa mota hauetan, ziklo bakoitzean elementu propulsatzaileak bolumen edo zilindrada positibo bat sortzen du, ponpa bolumetriko izena ere ematen diona. Zilindradaren bolumena aldakorra bada, bolumen aldakorreko ponpei buruz ariko ginateke, eta bolumen hori ezin bada aldatu, bolumen finkoko ponpa bat litzateke. Ponpa hauek azpitaldetan bana daitezke:

• Aldizkako enbolo-ponpa: Gelaxka bat edo gehiago izan ditzake, eta enbolo batek eraginda funtzionatzen du. Makina hauetan, fluidoaren mugimendua ez-jarraitua da eta karga-deskarga prozesua, itxi eta irekitzen diren balbulei esker gauzatzen da. Adibide batzuk pistoi alternatiboko ponpa, pistoi errotatibo ponpa edo eragingailu axialeko pistoidun ponpa lirateke.

• Ponpa bolumetriko errotatiboak edo rotoestatikoak: masa jariadun bat, gelaxka batean edo gehiagotan dagoena, sarrera-zonaldetik (presio baxua) irteerara (presio altua) desplazatzen da. Adibide batzuk paletadun ponpa, lobulo-ponpa, engranajedun ponpa, torloju-ponpa edo ponpa peristaltikoa dira.

• Ponpa rotodinamikoa: bere funtzionamendua makina eta fluidoaren mugimendu kantitatearen trukean oinarritzen da, hidrodinamika aplikatuz. Ponpa mota hauetan alabedun errodete bat edo gehiagok birak ematen dituzte presio-eremuak sortuz fluidoan. Makina hauetan fluidoaren mugimendua jarraitua da. Turbomakina hauek hainbat ataletan bana daitezke:

• Erradialak edo zentrifugoak: fluidoaren mugimenduaren zentzua, errodetearen ardatzarekiko perpendikularra denean.

• Axialak: fluidoa alabeen kanaletatik pasatzen denean zilindro baten barnetik jarraituz.

• Diagonalak edo helikozentrifugoak: fluidoaren zentzua beste kasuetatik desberdina denean, hau da, kono koaxial batean errodetearen ardatzean.

Eragingailuaren arabera

• Elektroponpak. Orokorrean motor elektriko batek eraginak. Metaponpetatik bereizteko, barne-konbustioko motor batek eraginak direla esaten dugu.

• Ponpa pneumatikoak. Desplazamendu positiboko ponpak dira. Bertan, sarrerako energia pneumatikoa da, normalean aire konprimatutik sortua.

• Eragintza hidraulikoko ponpak. Ariete ponpa edo noriaren antzekoak.

• Eskuzkoak.

enbolodun ponpa motak

Aspirazio-ponpa

Aldizkako enbolo aspirazio-ponpa.

Aspirazio-ponpa batean, hodi baten bitartez, pistoi mugikor bat duen zilindro bat ur-hornitzaile batekin konektaturik dago. Hodiaren sarrera balbula batek blokeatzen du. Balbula bisagradun ate bat bezalakoa da: ura igotzen uzten du baina ez jaisten. Pistoiaren barnean, bigarren balbula bat dago printzipio berdinarekin funtzionatzen duena. Biradera mugitzerakoan, pistoia igo egiten da. Honek pistoiaren azpiko bolumena handitzen du eta ondorioz presioa jaisten da. Uraren gainazalean dagoen aire normalaren presioa hoditik likidoa igoarazten du, irekitzen den balbulatik pasaz eta zilindrora sartuz. Pistoia jaisterakoan lehen balbula ixten da eta bigarrena ireki; horrela, ura pistoiaren goiko aldera pasatzen da eta honen gainean dagoen zilindroa okupatzen du. Hurrengo kolpeak ura kanilara igoarazten du eta honekin batera zilindrora ur gehiago sartzen da, pistoiaren azpitik. Pistoia igo eta jaisten den bitartean funtzionatzen du.

Aspirazio-ponpa bat ekintza mugatua du hainbat zentzutan. Ezin du zorrotada jarraitu bat eman ezta 10 metro baino gehiagoko ur jauzia sortu ere, putzuaren gainazaletik eta beheko balbularaino, aire normalak ez baitu indar gehiagorik distantzia hau baino gehiago bultzatzeko. Ponpa propultsatzaile batek arazo hauek garaitzen ditu.

Ponpa propultsatzailea

Ponpa hau zilindro, pistoi eta ur-depositura jaisten den hodi batez osatua da. Gainera, ura zilindrora sartzen uzten dion balbula bat du, baina ez dio bueltatzen uzten. Pistoian ez dago balbularik, pistoi guztia solidoa baita. Zilindroaren azpiko partetik bigarren hodi bat ateratzen da aire-gelaxka batera konektatuz. Gelaxka horretako sarrera beste balbula batek blokeatzen du, ura sartzen uzten duena baina ez ateratzen. Aire-gelaxkako azpiko partetik beste hodi batek ura teilatuko depositu edo mangera batera eramaten du.

Ponpa rotodinamikoen zebaketa

Ponpa hauek ondo funtzionatzeko, fluido konprimagaitz batez beterik egon behar dira, hau da, likido batez; fluido hau konprimagarria balitz (airearen moduko gas bat) ez luke zuzen funtzionatuko.

Ponparen zebakuntza aspirazio-hodia eta ponparen karkasa likidoz betetzean datza likidoaren xurgatzearen erraztasunerako, ur-burbuilak barruan gelditzen ez direla ziurtatuz. Zebakuntza hau behar dutenez, autozebatzaileak ez direla esaten da. Hala ere, desplazamendu positiboko ponpek badute autozebatzaile ezaugarri hau, hau da, airez baterik badaude ere bere kabuz fluidoz bete ditzakete aspirazio-zirkuituak. Eskeman ikusten den dispositibo gehigarri gehiago gabeko zirkuituan, ponpa zentrifugoa gelditzerakoan, aspirazioan dagoen fluidoa depositura eroriko da, ponpa hustuz.

Ur-maila gainetik instalatutako ponpa.

Ponpak eman dezakeen altuera $H$, ondorengo formulatik atera daiteke:

$H={P_{I}-P_{A} \over \rho g}$

Bertan, $P_{I}$ inpultso-presioa da, $P_{A}$ aspirazio-presioa, $\rho$ fluidoaren dentsitatea eta $g$ azelerazioa (grabitatearena). Presio-diferentzia bakanduz:

$(P_{I}-P_{A})={\rho \ g\ H}$

Formula honetan ikusi daiteke ponpak lortutako presio diferentzia handiagoa izango dela likidoaren dentsitatea handiagoa denean. Modu honetan, uraren kasurako:

${(P_{I}-P_{A})_{aire} \over (P_{I}-P_{A})_{agua}}={\rho _{aire} \over \rho _{agua}}={1,29 \over 1000}=0,00129$

Hau da, ponpa airez beterik badago, aspirazio-presioa 0,00129 aldiz litzateke urez beterik balego, hau da, zebatuta. Horregatik, ponpa hutsik badago, urak lortzen duen altuera minimoa da aspirazio-zirkuituan deposituaren gainazalarekin alderatuz, eta ez da nahikoa ura ponpara iristeko.

Beste alde batetik, ponpa zentrifugoaren funtzionamenduan kalteak sor daitezke hutsik badago, uraren faltak hozketa eskasa sortzen baitu fluidoa ez baitago zirkulatzen bertan.

Ondorioz, aurreko eskema duten ponpaketa-instalazioetan gehigarrizko sistema bat beharrezkoa da deszebaketa hau ekiditeko. Orain horrelako sistema batzuk aipatuko ditugu:

Ponparen karkasaren goialdean zulo txiki bat eraiki daiteke bertatik ura isurtzeko ponpa betez. Ez da oso sistema eraginkorra.

Balbula itzulezin bat erabil daiteke. Ponparantz igarotzea ahalbidetzen du baina ez aurkako zentzuan, deszebatzea ekidinez. Arazoak ager daitezke likidoa zikina badago, eta balbulan estankotasun bat sor dezake honek; beste alde batetik, karga-galera nabarmena sortu dezake inpultso-hodian, kabitazio-arriskua handituz.

Huts-ponpa baten erabilpena. Desplazamendu positiboko ponpa bat da eta airea inpultso-hoditik ateratzen du likidoa ponpara iristeko, ponpa zebatuz.

Azkenik, beste aukera bat ponpa kargapean instalatzea litzateke, likido mailaren azpitik; baina aukera hau ez dago beti eskuragarri ur-azpian egiten ez bada, eta honek ponpa bereziak erabiltzera behartzen gaitu.

Ponpen ixtea

Engranajedun ponpa.

Engranajedun ponpa

Engranajedun ponpa.

Ponpek zerratu hidrauliko bat behar dute bertan dagoen fluidoa makinatik atera ez dadin, transmisioa egiten duen motorrera iritsi arte.

Petrolioaren errefinamenduaren eta petrokimikaren arloan badaude ponpentzako APIk (American Petroleum Institute) estandarizatutako ixte mekanikoak. Asoziazio amerikarra bada ere, mundu mailan aplikatzen dira. Ixte mota bakoitzak PLAN API izena hartzen du. Ixte hauek sinple edo bikoitzak izan daitezke eta gainera, hozketa-sistema bat izan ditzakete.

Bada ANSIk egindako beste sailkapen mota bat ere.

Jarraian, API-ANSI baliokidetzak ikus daiteke:

• PLAN API 11 (ANSI PLAN 7311)
• PLAN API 12 (ANSI PLAN 7312)
• PLAN API 21 (ANSI PLAN 7321)
• PLAN API 22 (ANSI PLAN 7322)
• PLAN API 31 (ANSI PLAN 7331)
• PLAN API 41 (ANSI PLAN 7341)
• PLAN API 13 (ANSI PLAN 7313)
• PLAN API 23 (ANSI PLAN 7323)
• PLAN API 32 (ANSI PLAN 7332)
• PLAN API 62 (ANSI PLAN 7362)
• PLAN API 52 (ANSI PLAN 7352)
• PLAN API 53 (ANSI PLAN 7353)
• PLAN API 54 (ANSI PLAN 7354)

Kanpo estekak

• Datuak: Q134574
• Multimedia: Pumps / Q134574