01619_A_F_pompes_centrifuges_fonctionnement_technologie.pdf

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Raffinage-Pétrochimie-Chimie-Ingénierie –––––

ENTRETIEN-INSPECTION DES MACHINES TOURNANTES

POMPES CENTRIFUGES— Fonctionnement - Technologie —

I - DESCRIPTION D'UNE POMPE CENTRIFUGE SIMPLE ......................................................... 1

II - FONCTIONNEMENT D'UNE POMPE CENTRIFUGE............................................................... 2

1 - Évolution de la pression et de la vitesse dans une pompe centrifuge..........................................22 - Hauteur d'élévation créée par une pompe centrifuge ........................ ........................ ................ ..33 - Variation de la hauteur d'élévation en fonction du débit : caractéristique de la pompe ...............44 - Autres caractéristiques .................................................................................................................55 - Variation des caractéristiques ......................................................................................................6

6 - Mise en place d’une pompe centrifuge sur un circuit .................................................................107 - Marche en série - Marche en parallèle .......................................................................................118 - Démarrage ................................................................................................................................139 - La cavitation ...............................................................................................................................13

III - TYPES DE POMPES CENTRIFUGES ET EFFORTS DUS À L'HYDRAULIQUE .................. 16


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Joint de corps Corps de palierLabyrinthed'étanchéité

Boîtieràroulement

Anneau delubrification

Arbre

Garnituremécanique

Chemise degarniture

Corps de garniture

Bouchon de purge

Baguesd'étanchéitéBaguesde fond

Corps depompe

Impulseurroue

Doublevolute

Refoulement

D T

4 2 4 B

Pompe centrifuge monocellulaire (en porte ‡faux)


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PA

PR

Pression Vitesse

P pompe

P roue

P volute

Roue

Tubulure de

refoulement

Pression

Vitesse

;y; ;y y


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Pd

+v2r

2aπ

2

123 123 123

é gf o ur np a r la

p o m p ea u li iem è r e

égdeà

l c c r oi se e dp r es ind n lap o m p e

d f é e ed gc i i e

e r eler e o u le e e l s p i a t i n

v :v i e s eem /

Pπ ν νν


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Q

Hauteurd'élévation

totale(m de liquide)

H

Débit volume (m3 /h)

D T

0 1 9 B

Courbe caractéristique hauteur d'élévation fonction du débit volumeSelon le type de la pompe, son rôle, ses spécifications, la courbe caractéristique peut prendre diversesallures. Les formes de la roue, le nombre et l'inclinaison des aubages, la volute permettent aconstructeur d'adapter la caractéristique aux exigences de l'utilisateur.

QQ Q

H H H

D T

0 2 0 B


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• Le rendement et la puissance

Le rendement de la pompe est le rapport entre la puissance hydraulique (reçue par le liquide)et la puissance mécanique fournie àla pompe.Ce rendement varie en fonction du débit.Il est représenté par une courbe fournie par le constructeur de la pompe. Le rendement permet de déterminer la puissance sur l'arbre connaissant la puissance hydraulique.

Le meilleur rendement de la pompe détermine ledébit nominal pour lequel correspond la hauteur nominale et la puissance nominale.

Les rendements maxi sont de l'ordre de :

- 70%pour les pompes procédé à3000tr/min- 80%pour les pompes procédé à1500tr/min- 80%pour les pompes de forte puissance- 50à60%pour les petites pompes

H

H

HN

Q nomimal

P

P N

maxi

d r u o p aP

D T

4 0 0 A

La puissancesur l'arbre est une caractéristique de la pompe permettant de déterminer le moteurd'entraînement. Cette puissance se calcule àpartir de la connaissance pour un débit donnéde lahauteur, du rendement et de la densité.


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P a Q = 0 = 0,4 à0,6 P nominale

Dans ce cas toute la puissance est dissipé e sous forme de chaleur dans le liquide avec le ri sque de vapori sation du liquide si celui-ci se trouve dans des conditions proches de sa tempé rature d'é bullition.

• Le NPSH requis

Le constructeur de la machine doit également fournir la courbe de NPSH en fonction du débit.Celle-ci est généralement tracée entre 40et 50%et 100à110%du débit nominal.

NPSH

QNQ

v

D T

4 0 1 A

La valeur du NPSH au débit nominal est de l'ordre de :

- 3 à4 m pour des pompes procédéà3000 tr/min- 2 à2,5 m pour des pompes à1500 tr/min- sans équipement spécifique pour diminuer le NPSH les pompes àhaute vitesse ont des

NPSH pouvant atteindre 10 m.D'une façon générale, plus la vitesse de rotation ou plus la vitesse d'entrée du liquide dans la roue estélevée, plus le NPSH est grand.

5 - VARIATION DES CARACTÉRISTIQUES


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BC

DE

P

G

D

H

E' P'

G' D'

H'p

0

H

Q'p QvQ

D T

4 0 2 A

En première approximation lacaractéristique de hauteurpour un diamètre D' déduitepoint parpoint de la caractéristique pour le diamètre D par les formules suivantes :

Q'Q

∆∆

2 HH

∆∆ ]

2

Eνfldηηeddνlrνeπdνπνdf νν ν ννπνην P eν P .πcη νπ ν ν

∆ νππ νπ ππ ν

∆∆ OO

L νπ ν ν ν


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B1 C1

C2

D1

D2n2

n1

B2

H

H1

H2

Q2 Q1

Courbe équirendement

D T

4 0 3 A

Q 1

Q 2

=n 1

n 2

et H 1

H 2

=

ν 1

ν 2

2

Lvνdl v πdf v ld s uνtl πννπννννπ ννπ ν νπ ν ν

c ν ν ν ν

Lν νπνννvd1cErνvπdldνlveiν1o2

Lπηνννππν


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1,0

0,9

0,8

0,7

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,40,3

200

— H

a u t e u r d e

r e f o u l e m e n t H

e n m è t r e s —

0,6Q0,8Q1,0Q1,2Q

KH

KQ

K— Centistokes —

6,25 11,8 16,5 33,421,2 45,260,5 228152 350 610 915 1670 3190

76 114 190 304 456 760 1217 2280

— Extrait du "Standart of the Hydraulic Institute", New York, USA 1995 —


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Prise au

re foulemen t

Con trôleur

de débi t

Arrosage de

la garni ture

Sépara teur c y

clone

Re tour à l'asp

ira tion

D T

7 1 3 A

Limiteur de débit et cyclone sur flushing

Rec yclage vers

la tour

de ré frigéra ti

on

Prise au

re foulemen t

Con trôleur

de débi t

Alimen ta tion

en eau

Vo yan t de circula

tion

Arrosage de

la garni ture

Ré frigéran t

Purge

D T

7 1 3 A

Refroidissement et limiteur de débit du flushing

Réglage vapeurquench

Quench :


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