Étiquette : Point de fonctionnement

QR de ruissellement des eaux de pluie

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r 5/2 cinq minutes de pluie, statistiquement à prévoir une fois tous les 2 ans r 5/100 Cinq minutes de pluie, statistiquement à prévoir une fois tous les 100 ans

Les valeurs pour un certain nombre de villes allemandes sont répertoriées dans la norme DIN 1986-100 à titre d’exemple. Les valeurs diffèrent de r 5/2 = 200 à 250 l / (s ha) ou r 5/100 = 800 l / (s ha) [1 ha = 10 000 m²]. Des informations sur les événements pluvieux peuvent être obtenues auprès des autorités locales ou, alternativement, auprès du service météorologique allemand. Les valeurs de référence sont données dans la norme DIN EN 1986-100 Annexe A. Si aucune valeur n’est disponible, r T (n) = 200 l / (s ha) doit être supposé. Les systèmes de conduites et les composants associés du système d’évacuation des eaux pluviales doivent être dimensionnés pour un événement pluvieux moyen pour des raisons économiques et pour assurer la capacité d’auto-nettoyage. La pluie calculée est dans le champ d’application de la norme DIN 1986-100, un événement de pluie idéalisé (pluie en bloc) avec une intensité de pluie constante sur 5 minutes. L’annualité (T n ) à utiliser dans chaque cas pour le cas de calcul est déterminée par la tâche à accomplir. Des événements de pluie supérieurs à la pluie calculée (r 5/2 ) sont à prévoir comme prévu.

Courbe de pompe

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La courbe de la courbe de la pompe est courbe et descend de gauche à droite dans le diagramme à mesure que le débit augmente. La pente de la courbe caractéristique est déterminée par la conception de la pompe et, en particulier, par la conception de la roue. La caractéristique de la courbe de pompage est la dépendance mutuelle du débit et de la hauteur manométrique. Chaque modification de la hauteur de refoulement entraîne toujours une modification du débit. Grand débit – & gt; tête basse Petit débit – & gt; grosse tête Bien que seul le système de canalisation installé, en raison de la résistance intrinsèque, dicte quel débit est transporté à une sortie de pompe donnée, la pompe en question ne peut jamais assumer qu’un seul point de fonctionnement sur sa courbe caractéristique. Ce point de fonctionnement est l’intersection de la courbe de pompe avec la courbe de réseau de canalisations respective. En plus de la courbe caractéristique Q-H, les courbes caractéristiques suivantes peuvent souvent être trouvées dans les pompes centrifuges :
  • performances
    • Puissance à l’arbre P 2 (Q)
    • Consommation électrique P 1 (Q) (souvent avec des motopompes submersibles et des pompes à eau)
  • efficacité
    • Rendement hydraulique η hydr (Q)
    • Rendement global η tot (Q) (souvent avec des motopompes submersibles et des pompes à rotor noyé)
  • NPSH requis NPSH req (Q)
  • Vitesse n (Q)
& nbsp;

Calcul de la caractéristique du système

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La hauteur manométrique nécessaire d’une pompe dans une canalisation non ramifiée est obtenue à partir de l’équation de BERNOULLI pour les écoulements stationnaires unidimensionnels de fluides incompressibles : p in , p out = pressions lors de l’aspiration ou du refoulement des niveaux de liquide = densité du liquide g = accélération de la pesanteur (9,81 m/s²) H geo = différence de hauteur statique entre le niveau de liquide des réservoirs côté aspiration et refoulement H l, tot = perte de charge totale du tuyau entre l’entrée et la sortie v in , v out = vitesses d’écoulement moyennes dans les réservoirs côté aspiration et refoulement Selon la loi de continuité, les vitesses d’écoulement moyennes dans les réservoirs côté aspiration et refoulement sont pour la plupart insignifiantes et peuvent être négligées si les surfaces des réservoirs sont relativement grandes par rapport à celles des canalisations. Dans ce cas, la formule ci-dessus est simplifiée en : La partie statique de la caractéristique du système, c’est-à-dire la partie qui ne dépend pas de la vitesse d’écoulement et donc du débit, est : Pour les systèmes fermés, cette valeur est nulle. Le montant total des pertes est constitué des pertes de tous les composants des conduites d’aspiration et de refoulement. Avec des nombres de REYNOLDS suffisamment grands, il est proportionnel au carré du débit volumique. g = accélération de la pesanteur (9,81 m/s²) H l, tot = perte de charge totale entre l’entrée et la sortie v i = vitesses d’écoulement moyennes à travers la section transversale du tuyau i A i = section caractéristique du tuyau ζ i = coefficient de perte de charge pour les tuyaux, raccords, etc. Q = débit k = facteur de proportionnalité Dans les conditions mentionnées, la parabole de la caractéristique du système peut maintenant être spécifiée : Le facteur de proportionnalité k est déterminé à partir du point de fonctionnement souhaité. L’intersection de la caractéristique du système avec la courbe d’étranglement spécifique à la pompe (caractéristique de la pompe) représente le point de fonctionnement réel.

Caractéristique du système

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La caractéristique du système se compose d’une partie statique et d’une partie dynamique. H A = H A, 0 + H v (Q) Il se caractérise principalement par la différence de hauteur statique H Geo entre les niveaux de liquide dans les réservoirs d’aspiration et de pression ainsi que par les pertes par friction H v à travers l’ensemble du système d’écoulement de liquide. La composante statique H A, 0 est indépendante du débit (et donc du débit). Il contient la différence de hauteur géodésique ainsi que la différence de pression entre le réservoir d’aspiration et de pression ou le point d’entrée et de sortie du système considéré. Avec des circuits fermés (par ex. circulation de chauffage), la hauteur statique est toujours nulle. La partie dynamique de la caractéristique décrit les pertes dans la conduite, qui dépendent du débit. Dans le cas d’un écoulement turbulent de fluides NEWTON avec des coefficients de perte constants des composants du système, la courbe caractéristique se traduit par une parabole quadratique. Si la hauteur statique et le point de fonctionnement cible sont connus, les caractéristiques du système peuvent être affichées avec une précision suffisante.

Sélection de la pompe

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Si le point de fonctionnement spécifié d’un système de chauffage se situe entre deux caractéristiques de pompe, il est recommandé de choisir la plus petite. La réduction associée du débit n’a pas d’effets significatifs sur la puissance de chauffage effective dans le système de chauffage. D’autre part, il existe des avantages tels qu’un comportement sonore réduit, des coûts d’acquisition inférieurs et une économie améliorée. Dans la technique du chauffage, un sous-dimensionnement du débit volumique calculé jusqu’à environ 10 % est courant. Pour éviter la cavitation (formation de vapeur à l’intérieur de la pompe), il doit toujours y avoir une surpression suffisante (hauteur d’entrée) dans la buse d’aspiration de la pompe par rapport à la pression de vapeur du fluide de transport. Pour les pompes à fonctionnement humide, la hauteur d’aspiration minimale est spécifiée comme une mesure de la surpression requise. Les informations NPSH sont généralement utilisées pour les moteurs fonctionnant à sec.

Point de conception de la pompe

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Elle est déterminée par le débit et la hauteur manométrique à la vitesse de fonctionnement correspondante. Lors du pompage de fluides très visqueux, les caractéristiques de la pompe et donc également le point de conception se déplacent par rapport à la courbe caractéristique enregistrée avec de l’eau.

Point de conception du système (point de fonctionnement cible)

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Le point est composé du débit volumique Q et du débit H. Pour calculer le point de conception, le débit volumique requis (débit de la pompe) est d’abord déterminé. Cela peut dépendre de différents paramètres en fonction de l’application (par exemple, la demande de chaleur pour les systèmes de chauffage, la quantité d’eaux usées, etc.). À l’aide du débit volumique calculé, les pertes par friction de la canalisation sont déterminées, ce qui, avec la hauteur statique, donne la hauteur totale de la pompe. Si un débit minimum est stipulé pour l’application et qu’il n’est pas atteint pour le débit calculé, le débit nominal est ajusté de manière à atteindre le débit minimum. La pompe fonctionne alors en mode arrêt (en discontinu). Le point de conception du système est le point de fonctionnement souhaité (point de fonctionnement cible) pour la sélection de la pompe. Avec les pompes standard, il existe généralement un écart entre le point de fonctionnement souhaité et le point de fonctionnement réel. L’écart admissible dépend du domaine d’application et est en partie réglementé par les normes applicables. Dans le cas des pompes à vitesse variable, la vitesse de la pompe est modifiée de manière à ce que le point de fonctionnement cible soit approché exactement. Cela permet un fonctionnement efficace, en particulier avec des systèmes qui fonctionnent dans des états de charge différents (par exemple des systèmes de chauffage). Selon la conception de la pompe, d’autres options sont disponibles pour adapter la courbe de la pompe au point de fonctionnement cible. En plus de changer la vitesse, les méthodes suivantes sont largement utilisées:
  • Éteindre la turbine
  • Réglage de l’angle des pales pour les pompes axiales
  • Limitation
  • Contourner

Tête totale

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La hauteur de refoulement est définie comme la force mécanique effective exercée par la pompe sur le fluide pompé et exprimée en unité de poids avec la constante gravitationnelle locale. A vitesse constante et à débit constant, il est indépendant de la densité du fluide, mais dépendant de sa viscosité.

Puissance requise de la pompe

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La puissance requise ou la puissance consommée de la pompe est donc également représentée dans un diagramme comme le débit hydraulique de la pompe.
  • La dépendance de la puissance d’entraînement de la pompe sur le débit est indiquée.
  • Avec de nombreux types de pompes, la puissance maximale requise de la pompe est également atteinte au débit maximal.
Le moteur d’entraînement de la pompe est conçu pour ce point si la pompe fonctionne sur toute la courbe caractéristique. Les petites pompes (par exemple les pompes de circulation de chauffage) sont généralement équipées de moteurs qui permettent un fonctionnement sur toute la courbe caractéristique. Cela réduit le nombre de types et, par conséquent, un stockage plus simple des pièces de rechange est assuré. Pour les pompes plus grandes, plusieurs options de moteur sont généralement proposées afin que le bon entraînement puisse être sélectionné en fonction des conditions de fonctionnement. Si le point de fonctionnement calculé pour une pompe est par ex. B. dans la zone avant de la courbe caractéristique, le moteur d’entraînement peut être sélectionné pour être plus petit en fonction de la puissance requise associée. Dans ce cas, cependant, il existe un risque de surcharge du moteur si le point de fonctionnement réel est à un débit supérieur à celui calculé (la caractéristique du réseau de canalisations est plus plate). Étant donné qu’un décalage du point de fonctionnement est toujours à prévoir dans la pratique, le moteur d’entraînement d’une pompe fonctionnant à sec doit être conçu pour être environ 5 à 20 % plus grand que la puissance requise. Lors du calcul des coûts d’exploitation d’une pompe, une distinction fondamentale doit être faite entre la puissance mécanique requise de la pompe P2 [kW] (puissance à l’arbre ou puissance d’accouplement) et la consommation électrique du moteur d’entraînement P1 [kW]. Cette dernière information sert de base au calcul des coûts d’exploitation. Si seule la puissance requise P2 est spécifiée, celle-ci peut être convertie en consommation électrique P1 en la divisant par le rendement du moteur. La consommation électrique P1 [kW] est spécifiée lorsque la pompe et le moteur d’entraînement forment une unité encapsulée, comme c’est le cas avec les pompes dites à fonctionnement humide. Dans ce cas, il est même de pratique courante d’indiquer les deux valeurs P1 et P2 sur la plaque signalétique de la pompe. La puissance d’arbre requise P2 [kW] est spécifiée pour les unités où la pompe et le moteur sont couplés via un accouplement ou une connexion d’arbre rigide, c’est-à-dire pour les pompes fonctionnant à sec. Ceci est nécessaire avec ces conceptions de pompes car les conceptions de moteurs les plus variées – du moteur standard CEI au moteur spécial – avec leurs différents niveaux de consommation d’énergie et d’efficacité sont attachées à la pompe.

Hauteur d’aspiration positive nette (NPSHr)

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La forte dépendance à la vitesse de la pompe est généralement reconnaissable. Si le design reste inchangé, cela correspond à : Haute vitesse -> Pression de maintien élevée Basse vitesse -> Faible pression de maintien Afin de prendre en compte d’éventuelles incertitudes dans la conception du point de fonctionnement, ces valeurs doivent être augmentées d’une marge de sécurité de 0,5 m lors du choix de la pompe. Pour la hauteur de pression de maintien HH, il est déterminé par mesure qu’une cavitation minimale est admissible à la hauteur de pression de maintien HH, qui :
  • La hauteur manométrique de la pompe au point nominal réduite de 3%
  • Ne permet aucune destruction matérielle qui altérerait le fonctionnement et la durée de vie.
En raison de la cavitation admissible, des bruits de cavitation peuvent encore se produire, dont certains sont perçus comme gênants. Pour éliminer la cavitation résiduelle, il est nécessaire d’ajouter une tolérance d’environ + 1 à + 5 m à la hauteur minimale d’entrée calculée. Cet ajout dépend de la vitesse et du point de fonctionnement de la pompe.