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ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES Clas

ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES Classe :……………………..………… Groupe:………………. Nom Prénom N° TP N° 2 ETUDE D’UNE POMPE A PALETTES ISETKR ISET de Kairouan 12 ARFAOUI & CHERMITI ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES ETUDE D’UNE POMPE A PALETTES Niveau : IV Profil : Génie Mécanique (CFM & MI) Durée : 3 heures OBJECTIFS : • Tracer les courbes caractéristiques d’une pompe à palettes • Etudier l’influence de la vitesse de rotation sur le débit • Etudier l’influence débit / pression • Etudier l’influence de la hauteur d’aspiration • Etudier l’influence de la vitesse de rotation sur le débit • Mesurer la puissance mécanique absorbée par la pompe CONDITIONS DE MISE EN ŒUVRE : • Banc d’étude d’une pompe à palettes PRE REQUIS : • Principe de fonctionnement d’une pompe • Caractéristiques d’une pompe • Calcul des différents paramètres d’une pompe • Interprétation d’une courbe CRITERES D’EVALUATION : • Méthodologie de travail • Utilisation correcte du matériel • Interprétation • Comportement • Aptitude au travail de groupe • Compte rendu • Autonomie ISETKR ISET de Kairouan 13 ARFAOUI & CHERMITI ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES DOSSIER TECHNIQUE I. DISPOSITIF EXPERIMENTAL : I.1. Descriptif de l’installation Il est constitué de ;(voir figure) I.1.1. Un bac de lancement inox 304L. Volume utile 100 litres, équipé de : - 1 alarme de niveau bas - 1 Tranquilliseur sur retour d'huile de la pompe - 1 Vanne de vidange - 1 Filtre sur remplissage I.1.2. Un réchauffeur fond de cuve. Type résistance électrique puissance : 1,5 Kw I.1.3. Une pompe d'alimentation à palettes - Débit 3 m3/h à 0,3 bar - Moteur IP 55/230-400V/50Hz/triphasé I.1.4. Un ensemble d'aspiration inox 304L équipé de - 1 Clapet de pied avec crépine - 1 Vanne ¼ tour PVC - 1 Tubulure de prise de pression I.1.5. Un ensemble de refoulement inox 304L équipé de : - 1 Tubulure de prise de pression - 1 Vanne à soupape I.1.6. Mesures de la pression - 1 Mano-vacuomètre -1 à +6 bars sur aspiration - 1 Manomètre 0 à 10 bars sur refoulement pompe I.1.7. Réglage de température composé de : - 1 Thermostat à température réglable ( T°max : 180 °C ) ISETKR ISET de Kairouan 14 ARFAOUI & CHERMITI ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES I.1.8. Mesure et réglage de débit composé de: - 1 Débitmètre à flotteur avec une échelle millimétrique - 1 Mesure et réglage de vitesse pompe manuelle composée de : - 1 Capteur de fréquence avec convertisseur sortie 4-20 mA - 1 Afficheur numérique - 1 Variateur de vitesse électrique commandé par un potentiomètre I.1.9. Mesure de puissance électrique composé de : - 1 Wattmètre intégré avec sortie signal 4-20 mA - 1 Afficheur numérique I.1.10. Armoire de commande et d'interface composé de - 1 Armoire IP55 - 1 Interrupteur général avec voyant - 1 Protection par coup de poing d'arrêt d'urgence - 1 Bouton marche/arrêt ISETKR ISET de Kairouan 15 ARFAOUI & CHERMITI ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES DOSSIER DE REFERENCE II. ETUDE THEORIQUE II.1. Expression de la hauteur manométrique totale H.M.T ρ g P P amant aval 1000 81 , 9 197 , 10 ) ( H.M.T × × × − = en (m CE) - HMT : Hauteur manométrique totale (m CE ) - Paval : Pression de refoulement de la pompe (bar) - Pamant : Pression à l'aspiration de la pompe (bar) - ρ : masse volumique du liquide (Kg/m3) ρhuile = 930Kg/m3 - 1 bar = 10197 m CE II.2. Calcul de la puissance en bout d'arbre .2 . 60 M C N P C π ω = = - PM : Puissance moteur (W) - C : Couple mécanique (N.m) (voir mesure de couple) - N : Vitesse de rotation (tr/min) II.3. Calcul du rendement de l'ensemble motopompe ( ) . . . Hyd P Hyd V M P avec P g HMT Q P η ρ = = - ηP : Rendement du groupe moto-pompe - PHyd : Puissance hydraulique (W) - PM : Puissance électrique absorbée lue sur le wattmètre (W) - H : H.M.T en (m) - Qv : Débit volumétrique en (m3/s) ISETKR ISET de Kairouan 16 ARFAOUI & CHERMITI ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES II.4. Mesure du couple L'arbre du moteur de la pompe 1 dispose de deux masses "m" et "M" sur le bras du levier. La masse "m" équilibre à vide le moteur et l'arbre. Pour équilibrer l'ensemble, supprimer la masse "M», mettre hors tension la pompe, puis faire varier la longueur "l" de façon à ce que l'arbre du moteur figé dans la position où il a été forcé. La masse "M" permet de régler la fin de course de l'arbre du moteur afin qu'il ne soit jamais en butée. Pour cela, positionner la masse "M" à une certaine distance et mettre la pompe en fonctionnement. Régler la masse "M" afin de pouvoir lire le plus grand déplacement possible sur la règle sans jamais être en butée (réglage en usine). Pour le calcul du couple, il faut mesurer la distance "X" et l'angle "α" par la tangente (tgα = X/Y). Quand α est déterminé, le couple se calcule par la formule suivante : Avec : M = 2,836 Kg L = 0,705 m Y = 0,789 m l L m M l L m M α Y X Position à vide Position en charge 9,81. . . ( . ) C M L Sin N m α = ISETKR ISET de Kairouan 17 ARFAOUI & CHERMITI ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES Viscosité de l’huile de COLZA 90 °C 80 °C 70 °C 60 °C 50 °C 40 °C 30 °C 20 °C 64,5 42,5 29,9 21,8 17,7 11,3 Viscosité m.Pa.s Le tableau suivant vous donne l'échelle du débitmètre en fonction de la viscosité du fluide: QV (l/h) Viscosité (m Pa .s) 240-2400 64.5 280-2800 42.4 310-31000 29.9 330-3300 21.8 346-3460 17.7 368-3680 11.3 Le "Zéro" de la graduation millimétrique du débitmètre correspond au point de repos du flotteur. La graduation ″+156.5mm″ correspond à la valeur de fin d'échelle du débitmètre. En fonction de la viscosité du fluide (donnée par la température de l'élément TAH1) l'opérateur doit donc déterminer la plage de l'échelle du débitmètre, puis appliquer la relation suivante pour déterminer le débit volumique réel (dans la gamme de mesure de la position du flotteur de 80 à 160 mm) avec une erreur de ± 3% sur la mesure du débit : max 180 V Echelle imum Q L = × II.5. Mesure du débit L'abaque suivant permet de convertir le niveau du flotteur (XL) en débit refoulé (QV) ISETKR ISET de Kairouan 18 ARFAOUI & CHERMITI ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES Pompe à palettes: Qv = f(XL) 0 500 1000 1500 2000 2500 5 6 7 8 9 10 Niveau du flotteur XL(Cm) Débit Qv(l/h) II.6. Caractéristiques de la pompe Cette pompe est caractérisée par : n = 4 palettes e = 5,5 mm : Excentrique b = 58 mm : Largeur des palettes ISETKR ISET de Kairouan 19 ARFAOUI & CHERMITI ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES DOSSIER DE PEDAGOGIQUE III. MANIPULATION 1 Il s'agit d'observer les variations du couple, des pressions et du débit en fonction de la vitesse de rotation du moteur de la pompe, puis d'effectuer différents calculs à partir de ces mesures III.1. Mode opératoire Etat des vannes : F: fermer 0: ouverte V1: Vanne d'arrêt aspiration pompe V2: Vanne de refoulement de la pompe V4: Vanne d'arrêt vidange V1 V2 V4 0 0 puis  F NB : AVANT DE DEMARRER LA POMPE APPELER L’ENSEIGNT - Après avoir positionné les vannes, mettre en marche la pompe et régler avec le potentiomètre la vitesse de celle-ci pour obtenir une vitesse de 1250 tr/min puis régler la vanne de refoulement de la pompe de manière à obtenir un débit de 2800 l/h (Soit une position du flotteur de 180 mm à 30°C). N.B. Il convient de démarrer la pompe avec son potentiomètre de contrôle de vitesse à zéro pour éviter une action violente sur le mécanisme de mesure du couple du moteur d'entraînement lors de la mise en marche si la vitesse est réglée à une valeur importante. - Mettre en marche le chauffage du fluide et attendre que le thermostat règle la température du fluide, si nécessaire - Relever les valeurs de la vitesse de rotation du moteur, du débit sur le débitmètre, de X pour le calcul du couple et des pression amont et aval (P1 et P2). - Effectuer d'autres mesures pour des valeurs différentes de la vitesse de rotation du moteur à l'aide du potentiomètre. : variable ISETKR ISET de Kairouan 20 ARFAOUI & CHERMITI ATELIER SYSTEMES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES INDUSTRIELS POMPE A PALETTES III.2. Mesures et calculs expérimentaux sur banc de référence : Qv (l/h) N (tr/min) X uploads/Industriel/ tp-2-etude-pompe-palettes 1 .pdf