Il legame tra portata Q e la prevalenza totale H, a numero di giri costante, è tipico di ciascuna pompa ed è rappresentato da una curva nel piano cartesiano Q, H che si chiama curva caratteristica della pompa.

L'andamento della curva caratteristica dipende essenzialmente dal tipo di girante. Si possono distinguere i tre casi, rappresentati in figura, di pompa a girante radiale, a girante semiassiale e a girante assiale. La curva caratteristica della pompa a girante radiale ha andamento parabolico. La pompa è particolarmente indicata quando la portata è sensibilmente costante e la prevalenza è suscettibile di limitate variazioni. La pompa a girante semiassiale ha una curva caratteristica con andamento sempre discendente e più teso di quello di una pompa con girante radiale. La pompa con girante assiale ha una curva caratteristica con andamento discendente quasi rettilineo. Viene generalmente usata per sollevare portate rilevanti con prevalenze di qualche metro.

L'andamento della curva caratteristica H(Q) e delle curve complementari del rendimento η(Q) e della potenza assorbita W(Q) di una pompa centrifuga sono di seguito rappresentate.

La curva caratteristica di una pompa rappresenta le variazioni della prevalenza H in funzione della portata Q. La curva portata-prevalenza della pompa viene tracciata sperimentalmente per punti, a numero di giri costante, riportando in ordinata la prevalenza H ed in ascissa la portata Q in un sistema di assi cartesiani ortogonali. Le prevalenze decrescono all’aumentare della portata (e viceversa).

Se ne deduce quindi che: la pompa centrifuga, a velocità di rotazione n costante, convoglia una portata Q che aumenta con il diminuire della prevalenza H.Quando la portata è zero la prevalenza raggiunge il valore massimo.

Il rendimento η di una pompa è il rapporto tra la potenza utile Wu e la potenza assorbita W, cioè η = Wu/W. La curva dei rendimenti ha un andamento dapprima ascendente e poi discendente. Nel punto di massimo rendimento (op in un intorno di esso) il funzionamento della pompa è quello ottimale.

La potenza W è il prodotto della portata Q per la prevalenza H e per la densità d del fluido (W=Q∙d∙H). Se si rappresentano in diagramma la portata Q sull’asse delle ascisse e la Potenza assorbita W sull’asse delle ordinate, si ottiene la curva portata-potenza. Tale curva è generalmente ascendente, cioè sale all’aumentare della portata.

Nonostante una pompa possa operare in condizioni così diverse, vi è un punto della curva sul quale (o nei dintorni del quale) sarebbe opportuno farla lavorare. Questo punto corrisponde al valore di rendimento massimo della pompa (vedasi curva portata-rendimento).

I rendimenti possono anche essere rappresentati in corrispondenza delle curve portata / prevalenza mediante curve di ugual rendimento. Cosiddetto “diagramma collinare” denominato anche “diagramma a conchiglia”. I rendimenti sono via via decrescenti mano a mano che ci si sposta dal punto di massimo rendimento alla sua periferia.

Se cambia il numero di giri della macchina cambiano pure sia la curva caratteristica, sia quella del rendimento sia quella della potenza assorbita. In figura sono rappresentate la famiglia delle curve caratteristiche e delle potenze assorbite a differenti velocità della girante sono rappresentate in cui sono pure segnate le curve di rendimento costante aventi una forma ovale. Questo diagramma, che individua il campo caratteristico di prestazione della macchina, viene generalmente denominato diagramma a conchiglia.








Il passaggio da una condizione di funzionamento ad un'altra si può fare molto agevolmente tenendo presente che la portata Q, la prevalenza H e la potenza W rilevate a n giri e la portata Qx, la prevalenza Hx e la potenza Wx quando il numero di giri è nx , sussistono le seguenti relazioni:

I costruttori generalmente presentano la gamma di pompe di produzione normale sotto forma di grafici costituiti da tanti quadrilateri curvilinei ognuno dei quali individua il campo, nel piano cartesiano portata - prevalenza, di impiego di un tipo di pompa. La figura seguente mostra un esempio di questo tipo di grafico denominato diagramma mosaico. Nota la portata e la prevalenza, il diagramma consente di effettuare una scelta di primo orientamento della pompa.

Come è noto la prevalenza totale è costituita da due addendi, la prevalenza geodetica ed un termine Y(Q) che esprime le perdite di carico che si realizzano nella condotta di mandata ed in quella di aspirazione. Poiché il termine Y(Q) è una funzione quadratica della portata, risulta: H = Hg +Y(Q) = Hg +kQ² Questa equazione nel piano Q,H è rappresentata da una parabola e si chiama curva caratteristica della tubazione.

L'intersezione nel piano Q,H tra la curva caratteristica della pompa e quella della tubazione, che è il punto B di figura, si chiama punto caratteristico di funzionamento. Se la curva caratteristica della tubazione cambia di posizione, ad esempio per la variazione di resistenze al moto imputabile al grado di apertura di una valvola presente sulla tubazione oppure per un aumento della scabrezza della condotta, allora varia il punto di funzionamento.

La curva caratteristica dell’impianto, può essere modificata:

variando le resistenze al flusso (ad es. strozzando una saracinesca)

oppure

variando la componente statica della prevalenza (ad es. aumentando o diminuendo la pressione nel serbatoio od il livello del liquido nel caso di serbatoio aperto)

Questo tipo di perdita di carico si verifica nella pompa centrifuga nel tratto compreso tra la flangia di aspirazione e l’inizio della palettatura della girante e viene indicata dalle case costruttrici con l'acronimo NPSH. Il termine NPSH deriva dall’inglese e significa letteralmente “net positive suction head”, cioè altezza positiva netta sul lato aspirazione.

Le case cosrtuttrici forniscono nei loro catalighi l'andamento della curva portata-NPSH che rappresenta la variazione dell’NPSH della pompa (NPSHnec.) in funzione della variazione della portata.

La curva dell’NPSH ha in genere un andamento: gradatamente crescente a partire dalla portata minima Qmin sino alla portata di miglior rendimento Qopt decisamente crescente verso l’alto per portate superiori a Qopt Al disotto di Qmin la curva di NPSH (tratteggiata nella figura) ha un andamento molto ripido verso l’alto, quasi verticale.

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