Sviluppo e ottimizzazione di Micro Pompe

La micro fluido dinamica rappresenta una delle maggiori sfide dell’ingegneria moderna. Lo sviluppo del settore nell’ultimo ventennio ha portato alla definizione di una vastissima gamma di micro pompe, innovative. Mentre le micro pompe non meccaniche risultano applicabili per piccole potenze, le micro pompe meccaniche permettono di soddisfare le applicazioni che richiedono potenze relativamente elevate e ridotte dimensioni globali. Questo lavoro si propone di approfondire e sviluppare le conoscenze riguardanti la fluidodinamica e i criteri di progettazione delle micro pompe meccaniche centrifughe. Sono stati inoltre affrontati e analizzati molteplici aspetti correlati alla fabbricabilità e alla affidabilità di tali macchine. Il lavoro prende lo spunto dalla scarsa letteratura disponibile riguardante le micro pompe meccaniche centrifughe rotary shaft pump. Le sperimentazioni effettuate e le analisi numeriche hanno quindi messo in luce l’influenza delle varie grandezze geometriche della voluta e della girante, permettendo lo sviluppo di una nuova girante dalle elevate prestazioni. Le analisi delle problematiche tipiche della struttura rotary shaft pump ha poi permesso di giungere alla definizione di una macchina innovativa bi-stadio, che accoppia uno stadio rotary shaft pump ottimizzato con uno stadio non palettato a dischi. Questo innovativo layout ha inoltre permesso di migliorare la solidità della macchina e di ridurne le dimensioni globali. Vengono inoltre presentati ulteriori sviluppo del layout proposto, approfondendo le possibilità di applicare alla micro scala giranti centrifughe non palettate. Viene inoltre analizzato con particolare attenzione all’influenza degli organi statori sul comportamento globale della macchina, approfondendo la loro ottimizzazione. Queste analisi hanno permesso di dimostrare un limite estremamente basso per le prestazioni di questi organi, non ulteriormente migliorabile a causa delle elevate difficoltà nella conversione dell’energia cinetica dovute alla ridotta dimensione dei componenti.