La hauteur de refoulement nominale pour la conception de la pompe se compose de :
la hauteur statique (statique = indépendant du débit)
Différence de hauteur entre le niveau de liquide côté aspiration et côté refoulement (hauteur géodésique)
Différence de pression entre les conteneurs côté pression et côté aspiration (avec conteneurs fermés)
peut-être pression de sortie requise
le montant des pertes dues aux pertes de charge dans le système de canalisation en fonction du débit
Le travail mécanique utilisable transféré de la pompe au fluide à pomper, basé sur la force de poids, est appelé hauteur de refoulement H de la pompe. A vitesse constante n et débit constant Q, il est indépendant de la densité du liquide pompé, mais dépend de sa viscosité.Elle peut être calculée en divisant la différence de pression par la densité du milieu pompé et la constante gravitationnelle locale.Dans le cas des liquides newtoniens, la hauteur manométrique peut être envisagée pour des viscosités cinématiques inférieures à 20 mm²/s quel que soit le fluide pompé. Pour cette raison, il est particulièrement adapté pour afficher la courbe caractéristique des pompes centrifuges.Lors du pompage de l’eau, la valeur de la hauteur de refoulement est égale à la pression en mètres de colonne d’eau.
La pression de vapeur du liquide pompé a une influence significative sur le comportement de cavitation et donc la valeur NPSH du système.La pression de vapeur est l’une des propriétés importantes des liquides pour le choix des pompes et dépend de la température du fluide.
Pour la conception de la pompe, les températures maximale et minimale du fluide pompé sont particulièrement importantes. Ils sont pris en compte dans le choix des matériaux et des joints et, si nécessaire, dans un test de résistance support-matériau.Les propriétés physiques du fluide pompé (densité, viscosité) changent avec la température. La puissance requise de la pompe est directement proportionnelle à la densité. Par conséquent, la température de la plage de fonctionnement avec la densité maximale doit être prise en compte. De plus, pour les fluides visqueux (ν & gt; 10 mm² / s), le cours des caractéristiques de la pompe doit être converti.
Il précise les valeurs du débit Q et de la hauteur manométrique H, qui sont réglées en fonctionnement stationnaire avec la vitesse n appartenant à la caractéristique manométrique de la pompe.Le point de fonctionnement souhaité doit être compris comme le point de la courbe caractéristique du système pour lequel une pompe est recherchée conformément aux calculs de canalisation. Le but de la sélection est (en plus d’autres critères tels que l’efficacité maximale) de minimiser l’écart entre le point de fonctionnement souhaité et le point de fonctionnement (réel).Le point de fonctionnement du système est toujours au point d’intersection entre la pompe et la caractéristique actuelle du système. À vitesse constante, il migre sur la courbe d’étranglement avec une résistance croissante du tuyau à un débit volumique plus petit. Le point de fonctionnement doit être proche de l’efficacité optimale.
Pour un fonctionnement sans problème, les pompes nécessitent une pression minimale statique du côté de l’admission, qui est également généralement appelée hauteur de pression d’admission minimale statique.Lorsqu’il traverse la pompe, cette pression du côté aspiration est réduite en raison du changement de vitesse du fluide pompé dans le corps d’aspiration et dans la roue de la pompe. Le point critique est l’entrée de la roue. Si la chute de pression est si élevée qu’elle tombe en dessous de la pression de vapeur du liquide, des bulles de vapeur se forment.L’écoulement supplémentaire à travers la roue entraîne une accumulation de pression hydraulique dans la roue. Dans la zone de pression plus élevée, les bulles de vapeur s’effondrent comme une implosion, entraînant une destruction de matière à ces points. Ce processus, connu sous le nom de cavitation, peut être reconnu acoustiquement par des bruits de crépitement, qui s’intensifient avec l’augmentation de la cavitation.Le débit est également altéré car la pompe refoule désormais un mélange eau-gaz. Par conséquent, une pression d’entrée statique minimale à l’ouverture d’aspiration de la pompe doit être maintenue afin d’éviter la cavitation.La quantité de cette pression requise dépend de :
la température du fluide pompé
Pression statique minimale d’entrée requise selon le point de fonctionnement de la pompe.
La hauteur d’aspiration nette positive requise (HH ou NPSH requis) se rapporte spécifiquement à la pompe et est généralement indiquée par les fabricants de pompes sous la forme d’une courbe NPSH dans le diagramme de performance de la pompe.En général, il existe une forte corrélation avec la vitesse de la pompe. Ce qui suit s’applique aux types de pompes constantes :
Haute vitesse – & gt; Exigences NPSH élevées
Basse vitesse – & gt; Faible NPSH requis
Il est recommandé d’augmenter ces valeurs d’une marge de sécurité de 0,5 m (1,6 ft) afin de compenser d’éventuels écarts dans le calcul du point de fonctionnement lors de la sélection de la pompe. Les normes générales autorisent un degré minimum de cavitation pour l’exigence spécifique du NPSH :
réduit la hauteur manométrique au point de fonctionnement de 3 % ou moins
n’entraîne pas de détérioration significative, de réduction des performances ou de raccourcissement de la durée de vie
Cependant, de telles valeurs de cavitation acceptables peuvent conduire à un bruit inadmissible.Afin d’assurer des performances optimales, il est courant de calculer le calcul NPSH disponible avec une marge de sécurité d’environ +1 à +5 m (+3 à +15 ft), en fonction de la vitesse et du point de fonctionnement de la pompe.
Ce point est également appelé point de conception (BEP = meilleur point de rendement) de la pompe. La position du point change si les paramètres hydrauliques de la pompe, tels que le diamètre de la roue ou la vitesse ou la viscosité du fluide pompé, changent.L’objectif d’une sélection optimale de la pompe est que la pompe fonctionne au point de conception afin qu’elle atteigne son efficacité maximale.
Dans un sens plus étroit, contrairement aux soufflantes et compresseurs pour gaz et fluides compressibles, les pompes pour fluides incompressibles sont appelées pompes à liquide. Cela signifie que le volume du fluide reste à peu près constant lorsque la pression augmente. En pratique, cela inclut également les mélanges liquides à faible teneur en solides ou en gaz.Dans le cas du transport de liquide, la pression de la pompe est nécessaire pour surmonter la résistance à l’écoulement qui se produit dans le système de tuyauterie, par ex. pour la circulation dans un système de chauffage.De plus, dans le cas de niveaux de liquide différents, il est nécessaire de surmonter la différence de hauteur (Hgeo), par ex. déplacement de fluide à un niveau supérieur ie. pour remplir et maintenir un niveau presque constant dans un réservoir suspendu.
