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UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA BOUMERDES FACULTE DES HYDROCARBURES ET DE LA CHIMIE

UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA BOUMERDES FACULTE DES HYDROCARBURES ET DE LA CHIMIE LAMU19 COMPTE RENDU TP POMP ET COMP THEME : « Module de base pompe à eau (HM365) » LES MEMBRES DE GROUPE : MOSTEFA SAADEDDINE MADENE RABAH SOMMAIRE : Introduction. But de TP. Partie théorique. La pompe centrifuge. Fonctionnement. Les caractéristiques d’une pompe centrifuge. Les courbes caractéristiques. Partie expérimentale. Conclusion. LAMU19 2 INTRODUCTION : Les pompes : Les pompes appartiennent au groupe des machines réceptrices et servent au refoulement des fluides incompressibles. En fonction de leur principe de fonctionnement, on fait la distinction entre pompes d'écoulement et pompes volumétriques. Sur les pompes d'écoulement, la transmission de l'énergie au fluide se fait par le biais d'aubes mobiles disposées sur une roue. Les aubes mobiles sont formées de manière à assurer la formation d'un différentiel de pression entre le côté de l'entrée et le côté de la sortie sous l'effet de l'écoulement. Les pompes volumétriques déplacent le milieu de transport en modifiant son volume et en commandant en conséquence l'ouverture et la fermeture des entrées et sorties. Selon le type de plongeur, le volume est modifié par un mouvement oscillant ou rotatif. Avec des débits élevés, il est préférable d'utiliser des pompes d'écoulement telles que les pompes centrifuges, tandis qu'avec des débits faibles et des hauteurs de refoulement élevées, on utilise plutôt des pompes volumétriques comme les pompes à piston. L'unité d'alimentation HM 365.10 fournit de l'eau comme milieu de travail à différentes pompes d'écoulement et pompes volumétriques (HM 365.11 à HM 365.19). L'entraînement des pompes se fait en association avec le dispositif de freinage et d'entraînement universel HM 365. But de TP : On fait cette expérience pour déterminer et vérifier les caractéristiques techniques de la pompe comme la hauteur manométrique H, NPSH et le rendement afin de tracer les courbes caractéristiques. PARTIE THEORIQUE : La pompe centrifuge : LAMU19 3 C’est le type de pompe industrielle le plus commun. La pompe centrifuge est une machine tournante qui grâce à un rotor à aubes augmente l’énergie cinétique et projette, à l’aide de la force centrifuge, le liquide à la périphérie sur la volute. À la sortie et à l’aide d’un divergent, une grande partie de l’énergie cinétique se transforme en pression motrice.  Fonctionnement : Le flux de liquide est accéléré par la poussée que les pales du rotor, grâce à leur courbure, transmettent au flux lui-même. De cette façon, le liquide acquiert de l'énergie, principalement sous la forme d'une augmentation de sa vitesse moyenne (énergie cinétique). Les caractéristiques d’une pompe centrifuge : a. Le débit Qv : Le débit Qv fourni par une pompe centrifuge est le volume refoulé pendant l'unité de temps. Il s'exprime en mètre cube par seconde (m3/s) ou en mètre cube par heure (m3/h). b. La hauteur nanométrique HMT : Il s'exprime en fonction du débit volumique Qv ici exprimé en mètre de colonne d'eau (mCE) correspond à l'énergie gagner par le fluide (eau) en traversent la pompe. LAMU19 4 S’il n'y a pas de variation de section de conduite aux bornes de la pompe, on calcule le HMT à partir des pressions d'aspiration (Pa) et pression de refoulement (Pr) comme suit : HMT=Pr−Pa ρ.g c. Le rendement : Le rendement d’une pompe est le rapport de sa puissance restituée sur la puissance de l’arbre absorbée. Ce rapport est symbolisé par la lettre grecque η (êta). Comme il n’existe pas de fonctionnement sans perte, η est toujours inférieur à 1 (100%). η=ρ. g.Q . H Pmech = Phydr Pmech Avec : Phydr = ρ.g.Q.H Et : Pmech = M.ω = M.2.π.n M : le couple en [Nm] n : la vitesse de rotation en [rpm] d. NPSH : La différence entre la pression d'aspiration et le niveau de pression le plus faible dans la pompe est appelée NPSH : Hauteur d'aspiration positive nette. La NPSH est donc une expression de la perte de charge qui se produit à l'intérieur de la première partie du corps de pompe. 1. NPSH Requis : C’est la valeur du NPSH déterminé par le constructeur pour des conditions de débit et vitesse donnée. Il dépend uniquement de la construction de la pompe. 2. NPSH disponible : C’est la valeur du NPSH dont dispose la pompe de par les conditions de l’installation. Il dépend donc des conditions d’installation et d’exploitation qui sont : la nature de liquide, la pression, la température, la hauteur géométrique, le diamètre des conduites. Il est indépendant de la construction de la pompe. d. Les courbes caractéristiques : LAMU19 5 On a trois courbes qui caractérise les performances d’une pompe centrifuge comme suit : 1. La courbe de la hauteur nanométrique HMT en fonction du débit Q : Une courbe décroissante d'une façon légèrement parabolique en fonction du débit qui augmente au cours du temps. 2. La courbe de rendement : C'est une courbe qui représente la variation de rendement en fonction de débit dans un aspect parabolique en présentant une partie croissante jusqu'à l'atteinte d'une certaine valeur optimale puis diminue . Donc c’est une courbe qui représente un maximum. 3. La courbe NPSH : C'est le critère qui sert à définir la pression nécessaire d'aspiration pour obtenir un bon fonctionnement de la pompe et de maintenir en tout point de fluide une pression supérieur à la pression de vapeur saturante qui va nous permettre de pouvoir quantifier le risque de cavitation qui nécessite que le NPSH disponible (calculé) soit supérieure au NPSH requis (indiquer par le constructeur). LAMU19 6 NPSH A >> NPSH R PARTIE EXPERIMENTALE : Les données obtenues durant le TP : Q (l/min) P1 (bar) P2 (bar) T (°c) M(Nm) n=2104 rpm 184 -0.21 0.35 24.5 2.89 171 -0.20 0.45 24.8 2.84 139 -0.18 0.63 24.9 2.78 109 -0.15 0.76 24.9 2.64 79 -0.13 0.88 24.9 2.47 37 -0.11 0.98 25 2.15 15 -0.08 1.04 25 1.98 0 -0.07 1.06 25.1 1.86 121 -0.16 0.12 25 1.74 112 -0.15 0.16 25 1.72 n=1425 rpm 97 -0.14 0.21 25 1.68 65 -0.13 0.31 25.1 1.58 49 -0.12 0.35 25.1 1.50 30 -0.11 0.39 25.1 1.43 16 -0.09 0.42 25.1 1.35 0 -0.07 0.44 25.1 1.25 LAMU19 7 On calcule la hauteur manométrique HMT : HMT=Pr−Pa ρ.g Q (l/min) P1 (bar) P2 (bar) H(m) n=1500 rpm 184 -0,21 0,35 5,60 171 -0,2 0,45 6,50 139 -0,18 0,63 8,10 109 -0,15 0,76 9,10 79 -0,13 0,88 10,10 37 -0,11 0,98 10,90 15 -0,08 1,04 11,20 0 -0,07 1,06 11,30 n=1900 rpm 121 -0,16 0,12 2,80 112 -0,15 0,16 3,10 97 -0,14 0,21 3,50 65 -0,13 0,31 4,40 49 -0,12 0,35 4,70 30 -0,11 0,39 5,00 16 -0,09 0,42 5,10 0 -0,07 0,44 5,10 On calcul la puissance hydraulique Phyd et la puissance mécanique Pméc le rendement η : Q (l/min) Q(m3/s) H(m) M(Nm) Phyd (w) Pmec (w) η 184 0.0030 5,60 2.89 168 272,238 61,71071 171 0.00285 6,50 2.84 185,25 267,528 69,24509 n=1500 rpm 139 0.00231 8,10 2.78 187,11 261,876 71,44985 109 0.00181 9,10 2.64 164,71 248,688 66,23158 79 0.00131 10,10 2.47 132,31 232,674 56,86497 37 0.000616 10,90 2.15 67,144 202,53 33,15262 15 0.00025 11,20 1.98 28 186,516 15,01212 0 0 11,30 1.86 0 175,212 0 121 0.00201 2,80 1.74 56,28 207,6168 27,10763 112 0.00186 3,10 1.72 57,66 205,2304 28,09525 n=1900 rpm 97 0.00161 3,50 1.68 56,35 200,4576 28,11068 65 0.00108 4,40 1.58 47,52 188,5256 25,20613 LAMU19 8 49 0.00081 4,70 1.50 38,07 178,98 21,27053 30 0.0005 5,00 1.43 25 170,6276 14,65179 16 0.00026 5,10 1.35 13,26 161,082 8,231832 0 0 5,10 1.25 0 149,15 0 184 171 139 109 79 37 15 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 La courbe de la hauteur nanométrique HMT en fonction du débit Q : 184 171 139 109 79 37 15 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 La courbe de rendement : Conclusion : On conclure qu’on peut optimiser le choix de la pompe selon le besoin à travers les principales caractéristiques des pompes centrifuges. LAMU19 9 On a pu déterminer le point de fonctionnement d’une pompe et préciser l’influence des paramètres clés tels que la vitesse de rotation sur la hauteur manométrique ainsi que la puissance et le rendement d’une pompe. LAMU19 10 uploads/Litterature/ compte-rendu-de-tp-pompe-centrifuge-hm365.pdf