CALCUL POMPE et point de fonctionnement

Le calcul de pompe generant un debit de fluide (liquide ou gaz) dans un réseau, en utilisant une certaine quantité d'énergie fournie par un moteur, consiste à calculer le point de fonctionnement de la pompe, correspondant à la charge du reseau au debit de fonctionnement souhaité. La hauteur manometrique totale (HMT) fournie par la pompe devra etre superieure ou égale à la pression, (la hauteur de charge), consommée par le reseau au débit de fonctionnement souhaité. Que la pompe soit une pompe de surface, une pompe immergée, ou pompe à eau de relevage, le calcul de la pompe est toujours une simple comparaison de ces courbes.

La pression de la pompe en fonction de son débit determine la COURBE DE FONCTIONNEMENT DE LA POMPE (calculée par le constructeur de la pompe) à comparer avec la courbe de charge du reseau en fonction du debit. La courbe de charge du reseau (calculée par l'utilisateur de la pompe), additionne les pertes de charges, le dénivelé entre la surface reservoir d'entrée et la sortie, et la pression dynamique (energie de vitesse, voir bernoulli) en sortie du reseau. Le calcul de la pompe consiste donc simplement a comparer la courbe de pompe avec la courbe de charge calculée pour le réseau (voir logiciel pertes charge). Le point de fonctionnement du système pompe réseau est le point d'intersection des courbes. Si le fluide est un liquide, il faudra éviter la cavitation du conduit d'aspiration ou de la pompe (voir: calcul pompe NPSH).

Il existe de très nombreux types de pompes classifiées en 2 types: les pompes volumetriques et les turbopompes:

1: Les pompes volumétriques: ont un domaine d'application de pressions jusqu'à 10 000 bar et des débits de 0.1 à 10 m3/h. Elles peuvent etre rotatives ou alternatives, elles peuvent s'appliquer aux liquides et aux gaz ( compresseurs ou surpresseurs) elles peuvent generer de grandes pressions:

Exemples de Pompes volumetriques alternatives:	Exemples de Pompes volumetriques rotatives:
à membranes:	à lobes:
à piston:	à palettes:
à pistons en ligne:	à engrenages:
à pistons en etoile:	à vis:
à plateau tournant debit fixe:	peristaltique:
à barillet tournant debit variable:	Pompe à grains:

2: Les pompes turbopompes: ont un domaine d'application de pressions de 0.6 à 20 bar et des débits jusqu'à 50 000 m3/h. Les turbopompes peuvent etre axiales (helices) radiales (centrifuges) ou les deux à la fois (helicocentrifuges) , elles peuvent s'appliquer aux liquides et aux gaz ( compresseurs soufflantes ventilateurs).

Les types de turbo pompes sont liés au débit , à la masse volumique du fluide et à la pression à générer pour réaliser le débit du cahier des charges:

Exemples de pompes turbopompes:

Pompes Radiales centrifuges:	Pompes hélico centrifuges:
Pompes axiales helices: grands debits faible pression	Pompe turbines multi étages:

Exemple de courbe de hauteur manométrique totale (hmt) d'une pompe en fonction du débit:

• Voir aussi autres courbes et carracteristiques de pompes: Le point de fonctionnement des pompes

Calculer le point de fonctionnement d'une pompe et Dimensionner la pompe d'un réseau en fonction des pertes de charges du réseau Avec MECAFLUX standard:

1. -vous avez calculé les pertes de charges de différents éléments de votre réseau le plus défavorisé (les autres tronçons devrons êtres équipés de vanne ou autres accessoires permettant d'équilibrer la perte de charge).

2. -vous avez enregistré votre réseau dans l'inventaire des pertes de charge

3. -vous avez déjà entré des courbes de pompes dans l'éditeur de pompe ou vous avez une courbe a entrer(6 points de hauteur en fonction de débits )

Dans l'inventaire de pertes de charge, cliquer sur analyse graphique,

• si vous désirez tester un tronçon inventaire que vous aviez enregistré auparavant, cliquez sur chargez un réseau (dans l'interface de l'analyse graphique).
• Si votre réseau est ouvert sélectionnez réseau ouvert et entrez la hauteur de charge et la section de l'organe de sortie sinon sélectionnez réseau fermé.

Vous êtes prés a lancer la recherche de points de fonctionnement de votre pompe en fonction des pertes de charge du réseau et de la pompe sélectionnée dans l'éditeur ou entrée sous forme de courbe.

• Vous pouvez cocher "recherche rapide" pour n'afficher que les points de fonctionnement de votre pompe en fonction du réseau en miniature et ainsi passer rapidement d'une pompe a une autre avec votre éditeur et relancer le test:
• ou bien lancer une analyse complète en testant aussi les configurations de couplage:

Points de fonctionnements de la pompe couplée en parallèle ou en série ou seule.

Exemple de courbes de hauteur manométriques en fonction du débit de pompes couplées en parallèle ou en série dans l'éditeur de pompes de mecaflux

Contrôler les risques de cavitation, et calculer la puissance de la pompe a un débit donné:

• Sélectionnez l'onglet systèmes pompes et turbines :

Dans cet onglet vous pouvez étudier les paramètres des pompes et turbines

1. -Entrez le débit du réseau:0,006m3/sec (si vous suivez l'exemple reseau hydraulique)

2. -Selectionnez le fluide eau à 20 degrés (ceci détermine la pression de vapeur saturante et la masse volumique )

3. -Entrez la température ambiante et l'altitude

4. -Entrez la hauteur d'aspiration Attention dans ce schéma exemple la pompe se trouve au dessous du réservoir aspiré (pompe en charge, le fluide descend) il faut donc entrer une hauteur négative:-3 mètres (la bulle associée à la zone de saisie vous l'indique)

   Ceci mérite explication:pour se repérer au niveau des signes, il faut penser à la pompe et à l'effort qu'elle devra fournir pour faire circuler le fluide:

   • descente=signe négatif
   • monter=signe positif
5. -Entrez la hauteur de refoulement: comme le réservoir de refoulement est au dessus de la pompe, le fluide monte, la valeur est positive : 7 mètres
6. Entrez soit :
• Le rendement de votre pompe (0.8 est un rendement moyen) pour obtenir l'énergie absorbée par l'axe de pompe en KW. Pour la consommation électrique du moteur de pompe, il faut entrer un rendement comprenant le rendement du moteur électrique (0.5 est un rendement moyen pour un ensemble corps de pompe et moteur)
• La puissance absorbée à l'axe de pompe(vous obtiendrez le rendement de votre corps de pompe)
• ou à la sortie moteur (vous aurez le rendement de l'ensemble "moteur-corps de pompe")
7. Cliquez sur afficher et la fiche de résultats fait la synthèse de votre réseau

   

Dans cette partie de la fiche de résultats,

nous voyons que la pompe ne Cavite pas et qu'elle consomme 0.99 KW pour un rendement de 0.8