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École de Technologie Supérieure Université du Québec Département de génie de la

École de Technologie Supérieure Université du Québec Département de génie de la construction 1100 Notre-Dame Ouest Montréal, H3C 1K3 LABORATOIRE 1 Étude de pompes centrifuges Hiver 2012: Prof :Saad Bennis,ing.,Ph.D Valeur du laboratoire: 30 % de la note globale Date de remise: deux semaines après la manipulation 1- BUTS  établir les courbes caractéristiques d'une pompe centrifuge  vérifier les lois de similitude des pompes  vérifier le fonctionnement des pompes en série à partir des courbes caractéristiques des pompes seules et en série  vérifier le fonctionnement des pompes en parallèle à partir des courbes caractéristiques des pompes seules et en parallèle 2- RAPPELS THÉORIQUES Les principales courbes qui caractérisent les performances d'une pompe pour une vitesse de rotation donnée sont: la courbe caractéristique H=f(Q) (H étant la hauteur manométrique), la courbe de puissance absorbée Pa=f(Q), la courbe de puissance fournie P=f(Q) et la courbe de rendement  =f(Q). Ces courbes peuvent être obtenues pour une pompe donnée, en faisant varier le débit à l'aide de la fermeture d'une vanne en aval de la pompe (figure 1). Courbe caractéristique Courbe de puissance absorbée Courbe de rendement Débit Figure 1 Courbe de puissance fournie Lorsque plusieurs pompes débitent l'une derrière l'autre, ces pompes fonctionnent en série. Les débits qui traversent les différentes pompes sont tous identiques mais les hauteurs manométriques s'additionnent. En revanche quand les pompes sont installées en parallèle la hauteur manométrique développée par chacune des pompes reste inchangée mais débits s'additionnent. 2 La figure 2 donne pour chacun des cas la caractéristique de la pompe équivalente. Pompes en séries Débit Pompes en parallèles Pompe 2 Pompe 1 Figure 2 3- DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL La figure 3 donne un schéma de l'installation. Il s'agit d'une boucle fermée. A l'aide d'un jeu de valves, on peut sectionner la pompe 1, la pompe 2, ou un couplage en série ou en parallèle (tab 1). Une série de capteurs avec afficheur analogique ou numérique permet de mesurer les paramètres de débit, pression, puissance et vitesse de rotation des pompes. Débimetre Vanne 5 Vanne 3 Vanne 4 Vanne 1 Vanne 2 Pompe 1 Pompe 2 Reservoir Capteur 1 Capteur 2 Capteur 3 Capteur 4 Figure 3 Capteur avec indicateur numérique 3 Vanne 1 Vanne 2 Vanne 3 Vanne 4 Pompe 1 Ouverte Fermée Ouverte Fermée Pompe 2 Fermée Ouverte Fermée Fermée Pompes en série Ouverte Fermée Fermée Ouverte Pompes en parallèle Ouverte Ouverte Ouverte Fermée Tableau 1 4- MANIPULATIONS  Sélectionner le mode manuel.  Sélectionner une pompe (exemple : la pompe1).  Ouvrir la vanne 5 au maximum.  Mettre en route la pompe.1 et sélectionner une vitesse de rotation N (manette de la vitesse à 100% de sa course).  Relever la valeur du débit Qmax , la hauteur H manométrique correspondante ainsi que la valeur en ampères de l'intensité du courant (Utilisez les quatre capteurs avec indicateurs numériques immédiatement avant et après chaque pompe pour les pompes individuelles, et pour les pompes en parallèle, utilisez le capteur 3) NB: Pabsorbée = VI avec V =180 volts DC, I = ampérage).  Fermer lentement la vanne 5, relever quatre autres points (H, Q) pour des valeurs du débit Q voisines de : 3/4 Qmax , 1/2 Qmax , 1/4 Qmax et 0.  Tracer la courbe caractéristique de la pompe 1, la courbe de puissance absorbée, la courbe de puissance fournie et la courbe de rendement.  Tracer la courbe caractéristique pour la même pompe avec une deuxième vitesse de rotation N'. (il est préférable de prendre des valeurs de N et N' très différentes ex: manette de la vitesse à 50% de sa course)  Sélectionner la pompe.2 et tracer la courbe caractéristique pour une seule des deux vitesses de rotation N et N' choisies précédemment.  Mettre les deux pompes en série et tracer la courbe caractéristique de la pompe équivalente pour une seule vitesse de rotation (celle qui est commune aux deux pompes).  Mettre les deux pompes en parallèle et tracer la courbe caractéristique de la pompe équivalente pour une seule vitesse de rotation (celle qui est commune aux deux pompes). NB: il faut tracer les courbes de la puissance absorbée, de la puissance hydraulique fournie et du rendement pour une seule vitesse de rotation de la pompe 1. 5- INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS  A partir des courbes caractéristiques des pompes 1 et 2 (pour la vitesse de rotation commune), vérifier la concordance entre les courbes obtenues expérimentalement et celles que vous aurez calculées en utilisant le principe de fonctionnement des pompes en série et en parallèle. 4  Vérifier les lois de la similitude: 2 1 1 1 1 2 2 2 2 Q N H N = et = Q N H N       3 1 1 2 2 N N P P       pour la pompe.1. Pour cela, choisir quatre points (H,Q) de la courbe caractéristique obtenue avec la vitesse de rotation N et en déduire les points (H',Q') par les formules précédentes.  Tracer la courbe caractéristique théorique ainsi obtenue, et la superposer à la courbe mesurée.  Discuter des différences et des concordances entre les valeurs théoriques et expérimentales ainsi que des courbes caractéristiques des pompes centrifuges 1 et 2 qui sont d'un modèle identique. 5- RAPPORT Le rapport doit être remis deux semaines après la manipulation. Tout travail remis en retard (sans entente prise au préalable avec le professeur AVANT la date de remise) se verra attribuer la note de 0. Le rapport doit comprendre: 1. Une page titre signée par tous les membres de l’équipe. Pas de signature, pas de note !!! Cette signature vous engage en tant que co-auteur du laboratoire présenté. 2. Une page de nomenclature et unités de mesure 3. Un résumé : ce résumé fait un bref rappel de l’objectif, la problématique, la méthodologie utilisée ainsi que les faits saillants du projet. 4. Problématique et objectifs 5. Introduction 6. Rappels théoriques 7. Montage expérimental 8. Présentation des résultats avec texte, tableaux et graphiques 9. Interprétation et discussion des résultats. Cette section devrait entre autres expliquer les écarts entre les valeurs théoriques et expérimentales : les lois de similitude utilisées, sont-elles vérifiées ? Pouvez reproduire les courbes caractéristiques expérimentales des pompes en séries et en parallèle à partir des courbes individuelles ? 10. Conclusions 11. Références 5 Correction du rapport : 1. Ampleur des résultats sous forme de tableaux et graphiques : 40% Est-ce que tout est clair ? Est-il facile de lire les tableaux et les graphiques ? Peut-on associer facilement chaque courbe à une variable physique ? Les unités sont-elles indiquées? Les graphiques ont-ils des titres etc.? 2. Interprétation et discussion des résultats, explication de la source des écarts : 40% 3. Respect des directives et qualité du français 20% uploads/Litterature/ avoir.pdf