pompes centrifuges

Vue d'ensemble

Une pompe centrifuge convertit l'énergie mécanique de rotation en énergie cinétique en accélérant le fluide via une roue mobile. Le fluide entre par l'œil de la roue, est projeté radialement vers l'extérieur à grande vitesse, puis décélère dans le carter en volute où l'énergie cinétique se convertit en énergie de pression. La pression en sortie résultante reflète la résistance à l'écoulement dans le réseau de tuyauterie – la pompe elle-même crée le débit, pas la pression.

La hauteur manométrique, mesurée en mètres de colonne de liquide, est la mesure de performance préférée car elle reste constante pour un diamètre de roue et une vitesse donnés, indépendamment de la masse volumique du fluide. La pression, en revanche, est proportionnelle à la masse volumique spécifique du fluide.

La hauteur manométrique à débit nul est la hauteur maximale à laquelle une pompe peut élever un fluide lorsque l'écoulement en sortie est bloqué ; elle est principalement déterminée par le diamètre extérieur de la roue et la vitesse de rotation.

Formules clés

Puissance hydraulique

$P = \frac{Q \cdot H \cdot \rho \cdot g}{\eta}$

NPSH disponible

$NPSH_a = \frac{P_s}{\rho g} + \frac{v_s^2}{2g} - \frac{P_v}{\rho g}$

Hauteur manométrique totale développée

$h = \frac{p_2 - p_1}{\rho g} + \frac{v_2^2}{2g}$

Lois d'affinité (variation de vitesse)

$Q \propto n, \quad H \propto n^2, \quad P \propto n^3$

Le débit varie linéairement avec la vitesse, la hauteur avec le carré, et la puissance avec le cube.

Variables

Types de hauteur de pompe

Rendement de la pompe

Le rendement de la pompe est le rapport entre la puissance hydraulique délivrée au fluide et la puissance à l'arbre fournie à la pompe. Le rendement varie avec le débit et atteint généralement un pic près du point de meilleur rendement (BEP) ; un fonctionnement loin du BEP augmente la consommation d'énergie, les vibrations, la charge sur les paliers et le risque de recirculation.

Calculateur de puissance de la pompe

Convertisseur d'unités

Tables source d'origine restaurées

L'extraction source d'origine inclut un balisage de table de mise en page/recherche partagée du site sans lignes de données d'ingénierie pour pompes centrifuges. Ces lignes d'interface non substantielles sont intentionnellement exclues ; le contenu source substantiel est préservé sous forme de formules, calculateurs, notes et de l'image d'origine ci-dessous.

Graphique interactif de puissance de la pompe

L'image source pump_power.png compare la puissance de la pompe en unités SI et impériales. Le graphique interactif ci-dessous représente la même relation hydraulique pour l'eau à 1000 kg/m3 et un rendement de pompe de 75 %.

Images sources originales

Les images sources originales suivantes sont préservées pour éviter de perdre du matériel de référence visuel. Lorsqu'une image contient des données sous forme de graphique ou de tableau, ses valeurs extraites sont représentées dans les tableaux de la page, les calculateurs ou les graphiques interactifs ; les images restantes sont conservées en tant que références visuelles sources.

Notes d'ingénierie

• La hauteur manométrique est indépendante de la densité du fluide. Une courbe de performance de pompe générée avec de l'eau s'applique à tout fluide newtonien à la même vitesse. Seule la puissance requise change avec la gravité spécifique.
• Les pompes créent du débit, pas de la pression. La pression de refoulement est une réponse du système à la résistance en aval. L'étranglement d'une vanne augmente la pression manométrique tout en réduisant le débit.
• La marge NPSH est importante. Le NPSH disponible doit dépasser le NPSH requis (de la courbe de la pompe) d'une marge confortable—généralement au moins 0,5–1,0 m—pour éviter la cavitation, qui provoque du bruit, des vibrations et l'érosion de la roue.
• Limites des lois d'affinité. Les changements de vitesse dans la limite de ±20 % du régime nominal sont généralement sûrs pour appliquer les lois d'affinité. Des changements plus importants peuvent déplacer le point de fonctionnement hors de la région stable de la courbe.
• L'efficacité varie avec le point de fonctionnement. Chaque pompe centrifuge a un point d'efficacité maximale (BEP). Fonctionner loin du BEP augmente les charges sur les roulements et les joints, les vibrations et la consommation d'énergie.
• Correction de viscosité. Pour les fluides nettement plus visqueux que l'eau (par exemple, les huiles au-dessus de ~10 cP), la hauteur manométrique, le débit et l'efficacité de la pompe doivent être corrigés selon les normes de l'Hydraulic Institute ; les lois d'affinité seules ne sont pas suffisantes.

Références

• Source originale — Engineering ToolBox : Pompes centrifuges