pompes centrifuges chaf

On dfini la pression comme l'action d'un fluide sur une surface.Cette action se dfini par une force agissant sur une surface.

Unit utilise : le pascal (pa) 1N/m2. Lorsque les pressions sontimportantes on utilise le bar comme unit pratique par exemple en

Pression

importantes on utilise le bar comme unit pratique par exemple enhydraulique de puissance.

1 bar = 105 pascals

Pression absolue

Pression relative positive

Pression

Dfinition des indications de

pression

Thorie sur les pompes centrifuges

1

Pression atmosphrique

positive

Zro (vide absolu)

Pression relative ngative

Pression atmosphrique : environ 1 bar (103000 pascals)

Pompes centrifugesExemple de courbe

Courbes pourCourbes pourune srie de pompes demme modle mais decapacit diffrente (pourune vitesse de rotationidentique)


2

Pompes centrifugesLe NPSH: calculs

Calcul du NPSH disponible pour une pompeaspirante dans une nappe deau lair libre


3

NPSH (en Pa) = Patm Pv J asp - Hh

Pompes centrifuges

Pour convertir le NPSH exprim Pa, en :NPSH en mtre de colonne d'eau =(Patm Pv J asp - Hh) / 9810

Le NPSH: calculs

(Patm Pv J asp - Hh) / 9810

NPSH en mtre de liquide =((Patm Pv J asp - Hh) / ) / 9,81

Patm = Pression atmosphrique (dpend de laltitude) en Pa Pv = Pression absolue (Pa) de vaporisation du fluide, J asp= Pertes de charge de la conduite d'aspiration en Pa Hh = Charge hydraulique du fluide Hh (en Pa) = (9,81 * Z * )


4

Hh = Charge hydraulique du fluide Hh (en Pa) = (9,81 * Z * )

= masse volumique du liquide en kg/m3.

9.81 = Intensit moyenne de la pesanteur.Z = Hauteur gomtrique (d'aspiration ou de refoulement ou les deux)

en mtre d'eau, mCE.

Pompes centrifugesLe NPSH: calculs

Calcul du NPSH disponible pour une pompeen charge

NPSH (en Pa) = Patm Pv J asp + Hh


5

NPSH (en Pa) = Patm Pv J asp + Hh

NPSH en mtre de colonne d'eau = (Patm Pv J asp + Hh) / 9810NPSH en mtre de liquide = ((Patm Pv J asp + Hh) / ) / 9,81

Pompes centrifugesTension de vapeur: tableau

Temprature(C )

Pression(bar)

Temprature(C)

Pression(bar)

Temprature(C)

Pression(bar)

0 0,00610 80 0,4735 210 19,06085 0,00872 85 0,5781 220 23,1712

10 0,01228 90 0,7012 229,1 27,468015 0,0171 95 0,8455 239,9 33,354020 0,0233 100 1,0137 249,3 39,240025 0,0317 105 1,2085 260,3 47,088030 0,0425 110 1,4330 268,8 53,955035 0,0562 120 1,9855 279,7 63,765040 0,0738 130 2,7015 289,4 73,575045 0,0958 140 3,6135 309,7 98,100050 0,1234 150 4,7600 323,3 117,7200


6

50 0,1234 150 4,7600 323,3 117,720055 0,1572 160 6,1789 329,5 127,530060 0,1989 170 7,9180 340,7 147,150065 0,2499 180 10,0209 350,9 166,770070 0,3115 190 12,5421 360,2 186,390075 0,3854 200 15,5332 372,4 215,8200

374 219,9402

PRESSION DE VAPEUR DE L'EAU PRESSION ATMOSPHERIQUEtC densit bar mtre* alt m bar mtre*10 1 0.012 0.13 0 1.013 0

Pompes centrifugesTension de vapeur: tableau

10 1 0.012 0.13 0 1.013 020 0.998 0.023 0.24 200 0.986 0.2930 0.996 0.042 0.43 400 0.964 0.5140 0.992 0.074 0.76 600 0.940 0.7550 0.988 0.123 1.27 800 0.917 0.9960 0.983 0.199 2.07 1000 0.895 1.2170 0.978 0.312 3.25 1200 0.873 1.4480 0.972 0.474 4.97 1600 0.831 1.87


7

80 0.972 0.474 4.97 1600 0.831 1.8790 0.965 0.701 7.41 2000 0.791 2.27100 0.958 1.013 10.78 2500 0.743 2.76

3000 0.699 3.21

Les colonnes en m indiquent la rduction de la capacit pratiqued'aspiration de la pompe en fonction de la temprature de l'eau et del'altitude

Choix dune pompeCaractristiques de linstallation

Une pompe centrifuge doit tre choisie selon lescaractristiques relles de linstallation dans laquelle on doitlinstaller.linstaller.

Les donns ncessaires pour un dimensionnementcorrect sont les suivantes:Dbit Q

Quantit de liquide dbite par la pompe dans lunit detemps, normalement exprime en m3/h

Hauteur manomtrique totale Hmt


8

Hauteur manomtrique totale HmtCest la somme de la hauteur gomtrique dans les

niveaux du liquide et les pertes de charge causes par defrottements intrieurs qui se forment au passage du liquide dansles tuyaux, dans la pompe et les accessoires hydrauliques.

Lexpression lidentifier est la suivante :Hmt = Hg + pc m colonne de liquide

Hg = hauteur gomtrique laspiration (Hga) +


Hg = hauteur gomtrique laspiration (Hga) +hauteur gomtrique au refoulement (Hgp)

pc = somme des pertes de charge dans linstallationcalcule selon les lments suivants : Diamtre, Longueur et matriel composant les tuyauxdaspiration et de refoulement (voir table n. 1) Quantit et type des coudes dans la tuyauterie et


9

accessoires hydrauliques comme clapet de pied avec crpine,vannes, clapet de non-retour, filtres ventuels (voir table n. 2) Nature du liquide (si diffrent de leau), temprature,viscosit et densit


Il faut faire attention la hauteur manomtrique enaspiration Hga + pc asp, qui doit tre compare avec lacapacit daspiration de la pompe.capacit daspiration de la pompe.

Cette capacit daspiration ou NPSHr est dfiniecomme hauteur de charge net absolu demand laspiration, laquelle valeur est fournie par une courbe enfonction du dbit.

A ce sujet, lorsque la pompe a t choisie selon ledbit et la hauteur demands, si possible au centre de la


10

dbit et la hauteur demands, si possible au centre de lacourbe, on doit vrifier la formule simplifie:

10 mt Hga - pc asp. > NPSH demand + 0.5 mt


Hga est la hauteur entre la surface de leau et laxede la pompe, avec valeur ngative si la pompe se trouveau-dessus de la surface de leau.au-dessus de la surface de leau.

pc asp. est la somme des frottements restants enaspiration distribus (tuyauterie) et concentrs (vannes,coudes, etc.)

Si le rsultat de la vrification est ngatif,normalement il ne faut que limiter le dbit avec une vanneau refoulement, afin de rentrer entre des conditions de


11

fonctionnement de la pompe les plus optimales et sanscavitation.

Lorsque le liquide prsente des tempraturessuprieures la moyenne optimale de 20C environ, lespompes diminuent sa capacit daspiration.

Ces variations, rfrant pompes avec capacitdaspiration de 7 mtres temprature normale, sontindiques la table n. 3.


indiques la table n. 3.


12

Choix dune pompeDonnes caractristiques des pompes

Aprs avoir tabli les valeurs de dbit Q et de lahauteur manomtrique totale Hmt de linstallation, pourdterminer la puissance absorbe Pa de la pompe il fautdterminer la puissance absorbe Pa de la pompe il fautappliquer la formule suivante :

en kW

O on a :Q = Dbit en m3/h

pHQPa

=

367


13

Q = Dbit en m /hH = Hauteur en mtres = Densit du liquide (pour leau = 1 kg/dm3)p = Rendement de la pompe (Ex. Rendementpompe 0,68 ou 68%)

Les pompes, tant normalement couples desmoteurs lectriques, fonctionnant 2900 tr/min avec

Choix dune pompeDonnes caractristiques des pompes

moteurs lectriques, fonctionnant 2900 tr/min avecmoteur 2 ples 50Hz ou vitesse de 1450 tr/min avecmoteur 4 ples 50Hz.

Elles peuvent fonctionner nimporte quel autrergime, mais dans les limites de projet.

Donc, en variant le nombre de tours, lesperformances des pompes changent selon les rgles


14

performances des pompes changent selon les rglessuivantes :

Lois de similitudes

Lois de similitudes

Les pompes centrifuges vrifient des lois (lois desimilitude) qui partir d'une courbe caractristique

Choix dune pompe

similitude) qui partir d'une courbe caractristiquetablie pour une vitesse de rotation N de la roue de lapompe permettent d'obtenir la caractristique pour unevitesse de rotation N quelconque.

Si on connat pour une vitesse N, le dbit QvN, lahauteur manomtrique totale HtN et la puissanceabsorbe PN, on sait qu'il existe deux courbes


15

Ncaractristiques (Ht en fonction de Qv et P en fonction deQv) pour la vitesse N' tels que les points dfinis par lescoordonnes (QvN',HtN') et (QvN',PN') en soientrespectivement lments.

Le dbit, proportionnellement au rapport du nombrede tours :

212nQQ =

Choix dune pompeLois de similitudes

La hauteur, proportionnellement au carr du nombrede tours :

La puissance absorbe, proportionnellement au

2

1

212

=

n

nHH

1

212n

QQ =


16

La puissance absorbe, proportionnellement aucube du rapport du nombre de tours :

3

1

212

=

n

nNN

Choix dune pompeCas A

- Q (dbit) = 42 m3/h- Hga (hauteur gomtrique laspiration) = 3,5 m- Hgp (hauteur gomtrique au refoulement = 39 m- Tuyau daspiration 5 m de longueur diamtre DN 100 mm avec 1 coude (d/R =1) et 1 clapet de pied


17

100 mm avec 1 coude (d/R =1) et 1 clapet de pied- Tuyau de refoulement 70 m de longueur diamtreDN 80 mm avec 1 clapet de non-retour, 1 vanne et3 coudes (d/R =1)

Choix dune pompeCas A: calculs

Hg = Hgp + Hga = 39 + 3,5 = 42,5 m

smQ

vasp /48,13600

42

=== smQ

vref /32,23600

42

=

==

pipc = somme des pertes de chargeAspiration:5 m de tuyau 100 pc = 0,12 m1 coude pc = 0,033 m1 Clapet de pied pc = 0,47 mRefoulement:

p tuyaux

smS

vasp /48,105.0

36002

=

==

pism

Svref /32,2

04.0

36002

=

==

pi


18

Refoulement:70 m de tuyau 80 pc = 5,25 m1 clapet de non-retour pc = 0,58 m1 vanne pc = 0,09 m3 coudes pc = 0,27 mTotale pc = 6,83 m.

p tuyauxp accessoires

Choix dune pompeCas A: calculs

Compte tenu que le calcul a t fait avec de tuyauxneufs, il faut apporter une augmentation de 15/20% pourneufs, il faut apporter une augmentation de 15/20% pourvieillissement et entartrages, donc les pertes totales psont de 8 m environ.

La hauteur manomtrique totale que la pompe doitatteindre est donc:Hmt = Hg + p = Hgp + Hga + pc = 39 + 3,5 + 8 = 50,5 m


19

On peut choisir la pompe NM 50/20AE (voirdiagramme de la pompe)

Choix dune pompeCas B

- Q (dbit) = 42 m3/h- Hga = 3,5 m- Hgp = 39 m- Tuyau daspiration 5 m de longueur- Tuyau daspiration 5 m de longueurdiamtre DN 100 mm avec 1 coude(d/R =1) et 1 clapet de pied- Tuyau de refoulement 70 m delongueur diamtre DN 80 mm avec 1clapet de non-retour, 1 vanne et 3coudes (d/R =1)


20

Choix dune pompeCas B: calculs

Hg = Hgp - Hga = 39 - 3,5 = 35,5 m

smQ

vasp /48,13600

42

=== smQ

vref /32,23600

42

===

pc = somme des pertes de chargeAspiration:5 m de tuyau 100 pc = 0,12 m1 Clapet de non-retour pc = 0,47 m1 Vanne pc = 0,03 mRefoulement:

smS

vasp /48,105.0

36002

=

==

pism

Svref /32,2

04.0

36002

=

==

pi

p tuyaux


21

Refoulement:70 m de tuyau 80 pc = 5,25 m1 clapet de non-retour pc = 0,58 m1 vanne pc = 0,09 m3 coudes pc = 0,27 mTotale pc = 6,81 m

p tuyauxp accessoires

Compte tenu que le calcul a t fait avec detuyaux neufs, il faut apporter une augmentation de

Choix dune pompeCas B: calculs

tuyaux neufs, il faut apporter une augmentation de15/20% pour vieillissement et entartrages, donc lespertes totales pc sont de 8 m environ.

La hauteur manomtrique totale que la pompedoit atteindre est donc:Hmt = Hg + p = Hgp - Hga + pc = 39 - 3,5 + 8 = 43,5 m

On peut choisir la pompe NM 50/20BE (voir


22

On peut choisir la pompe NM 50/20BE (voirdiagramme de la pompe)

Choix dune pompeVerification NPSH

Calcul du NPSH disponible: pompe A((Patm Pv J asp - Hh) / ) / 9,81((Patm Pv J asp - Hh) / ) / 9,81


23

Choix dune pompePertes de charge dans les tuyaux dacier T1


24A B

Choix dune pompePertes de charge dans les accessoires de tuyauterie


25A B

Choix dune pompeDiagramme des hauteurs manomtriques laspiration avec de leau jusqu 100C


26A B

Choix dune pompeDiagramme pompes

Puissance absorbe


27

pompes centrifuges chaf

Documents