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I. Principio di funzionamento e materiali necessari

Prima di iniziare, cerchiamo di capire brevemente come funziona. Questo tutorial riguarda la pompa centrifuga per acqua più comune. Quando il motore a corrente continua viene acceso per far ruotare la girante ad alta velocità, le pale spingono il flusso d'acqua. Per effetto della forza centrifuga, l'acqua viene spinta dal centro della girante verso l'esterno, formando così una zona di bassa pressione al centro. L'acqua presente nella zona periferica viene costantemente aspirata, mentre quella nella zona periferica viene scaricata dall'uscita ad alta pressione.

Elenco dei materiali necessari

1. Alimentazione principale: un motore a corrente continua (si consiglia un motore da 5V a 12V, facilmente alimentabile a batterie o tramite USB).

2. Involucro della pompa e girante: un piccolo tappo di plastica per bottiglia (utilizzato come involucro della pompa).
   Un foglio di plastica rotondo leggermente più piccolo di un tappo di bottiglia (può essere ricavato da un'altra bottiglia per realizzare una girante).

3. Sistema di ingresso e uscita dell'acqua: due tubi flessibili sottili (è possibile utilizzare un tubo di erogazione a goccia, una tanica di riempimento o una cannuccia).
   Pistole per colla a caldo e stick di colla (per sigillare e fissare).

4. Alimentazione e collegamento: alimentazione con tensione adeguata (ad esempio batteria da 9 V, adattatore di alimentazione da 12 V o batteria al litio).
   Diversi fili.
   (opzionale) Utilizzato per controllare facilmente l'interruttore.

II. Fasi di produzione

Fase 1: Realizzazione della girante. La girante è il "cuore" della pompa e il suo design influisce direttamente sulla prevalenza e sulla portata della pompa.

1. Allineare il centro del foglio di plastica circolare con l'albero del motore a corrente continua e segnare il punto centrale con una penna.
2. Ritagliare da 6 a 8 fette in modo uniforme dal centro verso l'esterno. Nota: non tagliare completamente. Mantenere intatta la parte centrale.
3. Piegate leggermente ciascuna pala nella stessa direzione (in senso orario o antiorario) con una certa angolazione; questo è il segreto per generare la forza centrifuga.
4. Infine, praticare un foro al centro della girante, inserirla saldamente sull'albero del motore e fissarla con una goccia di colla a caldo o adesivo per garantire che non si allenti.

Fase 2: Realizzare l'involucro della pompa

Prendete un tappo di plastica di una bottiglia. Questo sarà l'involucro della nostra pompa.

Praticare due fori sul lato del tappo della bottiglia per collegare il tubo di ingresso e quello di uscita dell'acqua. Un foro deve essere vicino al bordo (per l'uscita dell'acqua), mentre l'altro può essere praticato lateralmente o in alto (per l'ingresso dell'acqua). La distanza tra i due fori deve essere adeguata.

Fase 3: assemblaggio e sigillatura

1. Inserire il motore con la girante nel foro centrale nella parte superiore del tappo della bottiglia.
2. Inserire i due tubi flessibili rispettivamente nell'ingresso e nell'uscita dell'acqua sul lato. Nota: il tubo di uscita deve essere installato vicino al bordo del tappo della bottiglia, con una direzione coerente con la direzione tangenziale di rotazione della girante. Solo in questo modo si può ottenere la massima efficienza di trattamento dell'acqua.
3. Passaggio fondamentale: utilizzare una pistola per colla a caldo per sigillare tutte le fessure tra il motore e il coperchio, nonché tra il tubo flessibile e il coperchio. La tenuta è fondamentale per determinare se una pompa dell'acqua può generare sufficiente aspirazione e pressione. Assicurarsi che non vi siano perdite d'aria.
4. Attendere che la colla a caldo si asciughi completamente.

Passaggio 4: Collegamento del circuito

1. Collegare i due fili del motore a corrente continua al cavo di alimentazione. Se il motore ruota nella direzione sbagliata, la pompa dell'acqua non funzionerà correttamente. È sufficiente invertire i due fili per cambiare il senso di rotazione.
2. (Opzionale) Inserire un interruttore in serie nel circuito per un facile controllo.
3. Inserire il tubo di ingresso nella fonte d'acqua e convogliare il tubo di uscita nel punto in cui è necessaria la fornitura d'acqua.

III. Test e ottimizzazione

La pompa può essere avviata con una batteria da 9 V o un adattatore di corrente da 12 V.

Problemi comuni nello screening:

• Assenza d'acqua/poca acqua: verificare la tenuta del raccordo per evitare perdite d'aria; accertarsi che il motore ruoti nella direzione corretta. Ottimizzare l'angolo di curvatura e la forma delle pale della girante.

Suggerimenti per migliorare le prestazioni

• Aumento di tensione: Aumentando la tensione entro i limiti della tensione nominale del motore, è possibile incrementare la velocità di rotazione, la prevalenza e la portata.

• Ottimizza la girante: utilizza materiali come la stampa 3D per creare una girante più robusta e precisa.

• Riduzione della resistenza: garantire un diametro adeguato in entrata e in uscita dal tubo, evitare spigoli vivi.

IV. Istruzioni per l'uso e la sicurezza

Scenari applicativi:

• Mini fontane da tavolo, pompe di circolazione per acquari;

• Sistemi automatici di irrigazione a goccia per piante da balcone;

• Materiali didattici per lo studio della forza centrifuga e dei principi motori nelle scuole primarie e secondarie.

Avvertenze di sicurezza:

• Interrompere l'alimentazione elettrica se la tensione supera la tensione nominale del motore per evitare il surriscaldamento;

• I collegamenti dei circuiti devono essere ben isolati, soprattutto in presenza di alta tensione;
  Non toccare la girante rotante mentre è in funzione.

Conclusione

Questo progetto non solo permette di realizzare una piccola pompa dell'acqua funzionale, ma anche di comprendere il principio di funzionamento del motore a corrente continua e della pompa centrifuga. Divertiti con il lavoro manuale e mettiti subito all'opera!