La puissance utile est la puissance appliquée au fluide pour remplir les conditions de débit du réseau . La puissance utile peut etre calculée en fonction d'un débit et d'une pression:
Puissance utile en Watt = Débit (m3/sec) x Pression (pascals)
Les énergies de pressions etant sous 3 formes (voir Bernoulli), Dans une etude complete on ajoute les 3 energies de pressions: pertes de charge + charge hydrostatique + pression dynamique : Puissance utile (en Watt) = Débit (en m3/sec) x (pertes de charge + charge hydrostatique + pression dynamique )(en pascals)
Exemple Puissance utile avec pertes de charge: La puissance utile d'un débit de fluide de 2 m3/sec traversant un organe generant une perte de charge de 100 pascals est de 2x100 = 200 watts
Exemple Puissance utile avec pression de charge hydrostatique: calculer la puissance utile d'un débit d'eau de 0.1 m3/sec passant d'une altitude de 0 à 10 metres: commencons par transformer la hauteur de charge hydrostatique en pascals: admettons pour simplifier que 1 bar = 100 000 pascals = 10 metres d'eau (voir charge hydrostatique) Ceci nous donne une puissance utile de 0.1 x 100 000 = 10 000 watts
Exemple Puissance utile avec pression dynamique. Une pompe delivre un debit de 1 m3/sec en puisant dans un lac et rejete l'eau au meme niveau à travers une section de sortie conduite de 0.1m².(on neglige les pertes de charges) Ce systeme genere une pression dynamique car il apporte de la vitesse au fluide qui etait au repos .
- La vitesse apportée au fluide est de : debit(m3/sec) / section(m²)=1/0.1=0.1m/sec
- L'energie de pression dynamique est égale a 0.5 x masse volumique(kg/m3) x vitesse(m/sec)²= 0.5 x 1000 x 0.1²=5 pascals
- Puissance utile en Watt = Débit (m3/sec) x Pression dynamiques (pascals) = 1x5=5 watts
Dans une etude complete on ajoute les 3 energies de pressions: Puissance utile en Watt = Débit (m3/sec) x (pertes de charge + denivellé (convertit en pascals) + pression dynamique )
Le rapport de la puissance utile par la puissance absorbée donne le rendement de la pompe.
- si la puissance absorbée est mesurée à l'arbre de la pompe, le rapport de la puissance utile par la puissance absorbée donne le rendement du corps de pompe sans le moteur
- si la puissance absorbée est mesurée en consommation de puissance de votre moteur de pompe, le rapport de la puissance utile par la puissance absorbée donne le rendement de la pompe en incluant le rendement du moteur.
Cette courbe indique pour une pompe donnée, les débits obtenus suivant la puissance absorbée.
On peut constater par exemple qu'avec une puissance de 175W environ
cette pompe débite: 6 M3 à l'heure à 2 mètres de HMT, 2m3 à 5 mètres...