Diamètre des roues en tuyauterie

Ce cours qui explique le dimensionnement des roues en tuyauterie suit le cours précédent qui explique comment choisir les pompes pour les tuyauteries . Vous pouvez aussi accéder directement au suivant sur les coups de bélier. ou voir la totalité des cours

3.1.9. INFLUENCE DU DIAMETRE DES ROUES

Si la diminution ou l’augmentation du diamètre des roues ne dépasse pas 12 à 15% du diamètre initial, pour des points de concordance homologues, les « triangles des vitesses » sont semblables

(Qv = F (Dr²)  et  Hm = F (Dr²))

soit  Qv2  =

Exemple : Supposons que l’on détermine au PC  Qv1 = 3m³/h et Hm1 = 17,14 m.c.e  pour un diamètre initial de roue de 90mm.  Recherchons les valeurs de Qv2 et Hm2 pour une roue rognée dr2 = 80mm.

Qv2  =  3 x = 2,37 m³/h

Hm2 =  17,14 = = 13,54 m.c.e

 

3.1.10. NOTIONS DE  NPSH  ( Fig 1-27 )

 

FIG127

Pa = patm-Ha

     = pression absolue indiquée au manomètre (vacuomètre) installé au niveau de l’axe de la pompe ( pour une pompe horizontale (Fig.1-27) et au plan de l’ouïe de la première roue pour une pompe verticale).

Hmn = pa-pv

        = pression nette absolue (Hmn = hauteur manométrique nette)

pv = tension de la vapeur du liquide qui vient en déduction de la pression dite  » motrice  » régnant au niveau du liquide à pomper (réduisant de ce fait la hauteur d’aspiration).

a) exemple pour l’eau

t° = 25°C pv = 23,8mmHg Ha max = 7m Vide théor. adm. =  10 m.c.c.

      50°C  92,5     6,1m    9,1

      70°C  233    4,2 m    7,2

A cette valeur de Ha, il faut évidemment déduire les pertes de charge.

= NPSH disp.  (Net positive Suction head)

Le NPSH exprime la charge nette absolue.  Il faut distinguer le NPSH requis qui est la grandeur indiquée par le constructeur et le NPSH disponible qui est la grandeur minimale correspondante de l’installation.  Pour un bon fonctionnement de la pompe, il faut que le NPSH disponible soit supérieur au NPSH requis.  Notons que l’expression NPSH est en passe d’être uniformisée au niveau européen.

b) En pratique :

Si le NPSH requis  >  NPSH disponible, des bulles de vapeur vont se former aux endroits où la pression statique est minimale (ouïe d’aspiration de la roue).  Ensuite, ces bulles seront véhiculées par le fluide pompé au travers de la roue.  Le fluide soumis à l’énergie cinétique de la roue voit progressivement sa pression statique augmenter, ce qui provoque l’implosion des bulles de vapeur.  Les chocs provoqués par ces implosions vont arracher la matière de la roue aux endroits les moins résistants, la pompe va caviter.

c) Symptômes de la cavitation

  • Chute de la hauteur manométrique et du rendement
  • Vibrations de hautes fréquences
  • Bruits audibles

Fig. 1.27 bis : photos illustrant le phénomène de cavitation sur des aubes de pompe centrifuge

 

d) Remèdes

  • Diminuer la hauteur d’aspiration
  • Diminuer les pertes de charge dans la conduite d’aspiration (meilleur tracé; diamètre plus important de la conduite, vanne à passage directe plutôt que gate valve )
  • Mettre le réservoir d’aspiration sous pression (si possibilité)
  • Choisir une autre pompe ayant un NPSH requis plus faible
  • Créer une pré-rotation dans le sens de rotation
  • Choisir un matériau résistant à la cavitation (stéllitage des roues)

e) Remarques

Il faut vérifier que le NPSH requis soit inférieur au NPSH disponible sur toute la plage de fonctionnement et pas seulement au point de concordance, car certaines pompes ont un NPSH requis, à faible débit, nettement supérieur au NPSH requis au point de concordance.

Ce cours qui explique le dimensionnement des roues en tuyauterie suit le cours précédent qui explique comment choisir les pompes pour les tuyauteries . Vous pouvez aussi accéder directement au suivant sur les coups de bélier. ou voir la totalité des cours