Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Journal of Water Sciences & Environment Technologies ISSN: 2508-9250 315 Journa

Journal of Water Sciences & Environment Technologies ISSN: 2508-9250 315 Journal homepage: http://revues.imist.ma/?journal=JOWSET Journal of Water Sciences & Environment Technologies Cit this: JOWSET, 2018 (03), N°01, 315-321 Experimental evaluation of the hydraulic and energy performance of three electric water pumping equipments Y. M’Sadak1*, K. Ben Ali1, M.E. Hamza2 [1] Université de Sousse, Institut Supérieur Agronomique de Chott-Mariem, BP 47, CP 4042, Tunisie [2] Université de Carthage, Institut National Agronomique - 43, Avenue Charles Nicolle, 1082 Tunis- Mahrajène, Tunisie *Corresponding Author: e-mail: msadak.youssef@yahoo.fr The present work consists of testing three pumping groups used for the supply of drinking water, to the test bench, to demonstrate the behavior of the pumps used after repair and maintenance by the SONEDE of Megrine (Tunisia). The experimental device of the test bench is use to measure pressure, flow, power consumption and efficiency. The experimental study of the hydraulic and energetic performance of these three equipment revealed that the repaired pumps had characteristics equivalent to the characteristics announced by the manufacturers, with a slight lag of about 5%, essentially due to the lifetime of the Pump tested. Compared to SONEDE, maintenance of the operating pressure caused a slight decrease in flow; this was corrected by a longer operating time. Received: 03 February 2018 Accepted: 12 March 2018 Available online: 26 March 2018 Keywords: Electric pumping Electric pump group Centrifugal pump Immersed pump Characteristic curves Introduction Le pompage est présent dans tous les domaines de la production agricole et à tous les niveaux. Des besoins alimentaires grandissants ont accru la nécessite du pompage afin de surélever l'eau de là où elle se trouve (rivières, lacs, nappes souterraines) vers Ià où elle est nécessaire pour irriguer les cultures et couvrir les besoins domestiques [1]. Néanmoins, pomper l’eau d’un puits à quelques dizaines de mètres de profondeur pour alimenter un arroseur rotatif qui débite de 1 à 2 m3/h, ou pomper l’eau d’une rivière à raison de plusieurs centaines de m3/h pour la déverser dans un canal d’irrigation, ne nécessite pas le même type de matériel [2]. L’évolution des systèmes de pompage s’oriente vers la diversification de matériels, de plus en plus sophistiqués et à la recherche de matériels adaptés aux formes d’énergie les plus diverses (thermique, électrique, solaire, éolienne, …) pour des raisons évidentes d’économie d’énergie et de rentabilité [3]. Le type de pompe le plus courant dans le secteur agricole est la pompe centrifuge [4]. Le groupe de pompage est l’ensemble regroupant la pompe et le moteur qui lui fournit l’énergie nécessaire à son fonctionnement. Suivant le cas, on utilise soit des groupes de surface, qui sont hors d’eau, soit des groupes immergés, qui peuvent être totalement immergés ou avoir le moteur hors d’eau relié à la pompe immergée par une ligne d’arbre [4]. De même, selon la source d’énergie disponible, on peut adopter particulièrement des groupes motopompes (animés par moteur thermique à essence ou Diesel) ou des groupes électropompes (animés par moteur électrique). Dans le traitement de l'eau de consommation, la plupart de l'énergie électrique est consommée pour le pompage de l'eau. Cette énergie de pompage dépend de trois principaux facteurs, soit la capacité de traitement de l'usine, la taille de la Journal of Water Sciences & Environment Technologies ISSN: 2508-9250 316 Journal homepage: http://revues.imist.ma/?journal=JOWSET population desservie et l'efficacité des pompes [5]. Aux États- Unis, à titre d’exemple, approximativement 1 à 3% de la demande électrique a été attribuée aux systèmes d'approvisionnement en eau potable et de traitement des eaux usées domestiques [6]. Avec l'augmentation progressive du niveau de vie et l'instauration des lois environnementales, la consommation d'eau potable ne cesse de s'accroître, ce qui entraîne une hausse parallèle de la consommation électrique [7]. Une part importante du coût de l’eau est due à la facture énergétique, et parfois même, c’est la seule charge que les agriculteurs supportent directement. Toute déviation par rapport aux conditions de fonctionnement au rendement maximum de la pompe entraîne des surcoûts énergétiques importants qui sont rarement estimés, faute de mesures ou d’indicateurs ﬁables [8]. L’objet de ce travail est d’évaluer expérimentalement, à partir de mesures sur Banc d’Essais, les performances hydrauliques et énergétiques de trois groupes de pompage électrique en usage pour l’alimentation en eau potable, après révision (réparation et entretien). L’objectif final était la recherche et l’application d’une méthode d’évaluation expérimentale permettant de bien vérifier l’effet d’une remise en état d’un équipement de pompage sur ses dysfonctionnements observés et ses performances relevées, surtout en matière de consommation d’énergie. Matériels et méthodes 1. Considérations générales Quel que soit le type de pompe, celle-ci est constituée de trois parties distinctes [9] : - la partie motrice qui fournit la puissance nécessaire au pompage ; - l'accouplement qui transmet cette puissance à la partie hydraulique ; - la partie hydraulique qui transmet cette puissance à l'eau pour la déplacer (l’aspirer et/ou la refouler). Lorsque le niveau de l’eau dans le puits, le forage, la réserve, …, est à plus de 8 m, c’est la pompe immergée qui est exigée. A moins de 8 m, il est possible de choisir une pompe de surface ou une pompe immergée [10]. Généralement, il existe un grand nombre de types de pompes. On utilise essentiellement des pompes volumétriques ou centrifuges. L’écoulement à travers une pompe volumétrique résulte de la variation d’une capacité occupée par le liquide (action sur l’énergie de pression), alors que le mouvement du liquide à travers une pompe centrifuge résulte de l’accroissement d’énergie qui lui est communiqué par la force centrifuge (action sur l’énergie de vitesse) [11]. Des études ont montré que la durée de vie normale d'une pompe varie entre 18 à 25 ans [12]. Certains experts [13] prévoient dans ce cas une diminution de l'efficacité de l'ordre de 30% quand la durée de vie surmonte 25 ans, ainsi qu'une diminution de la pression-capacité, qui va se traduire par une grande consommation énergétique. 2. Site d’expérimentation Les performances de pompage de l’eau ont été évaluées sur le Banc d’essais « Pompes » de la Direction d’Entretien du Nord de la Société Nationale d’Exploitation et de Distribution des Eaux (SONEDE) à Megrine (gouvernorat de Ben Arous, Tunisie). L’évaluation a concerné trois groupes électropompes en usage. Après les étapes de sablage, démontage, entretien et remontage, la pompe est montée sur le Banc d’essais pour mesurer ses caractéristiques (débit, pression, puissance). Ce dernier est constitué d’une petite station de pompage, comportant un puits de 7 m de profondeur et de 1,5 m de diamètre, un bassin de refoulement de 3 m3 de capacité, un châssis sur lequel on place la pompe et son moteur et l’instrumentation permettant la mesure des performances du groupe de pompage. L’eau circule ainsi dans un circuit fermé entre la partie aspiration (puits) et la partie refoulement (bassin). 3. Présentation des caractéristiques des pompes testées Les essais mis en œuvre ont porté sur trois groupes de pompage utilisés par la SONEDE, âgés d’une quinzaine d’années, dont les caractéristiques techniques sont résumées dans le tableau 1. 4. Mesures et calcul des caractéristiques des pompes testées 4.1. Démarche suivie À partir des essais sur chaque groupe électropompe considéré, on dispose des valeurs de débit et de la pression relevées à la sortie de la pompe utilisée pour différentes positions de la vanne de refoulement. De même, on lit, directement sur l’afficheur de l’analyseur électronique, la puissance totale fournie par le moteur à la pompe. Les résultats de mesures ont été utilisés pour le calcul des puissances (hydraulique et celle absorbée par la pompe) et des rendements (rendement du groupe et celui de la pompe), pour arriver, en dernier lieu, à représenter les trois courbes caractéristiques correspondantes à chaque pompe : Hmt = f (Q), P = f (Q) et Ƞ= f (Q), afin de vérifier les performances de la pompe après des années d’usage. Différentes étapes sont généralement suivies selon un ordre bien déterminé, pour évaluer les paramètres hydrauliques (hauteur manométrique et puissance hydraulique) et énergétiques (rendements du groupe de pompage et de la pompe, puissance absorbée) de l’installation de pompage testée. Journal of Water Sciences & Environment Technologies ISSN: 2508-9250 317 Journal homepage: http://revues.imist.ma/?journal=JOWSET Tab 1 : Caractéristiques techniques des équipements pompage étudiés [14] Identification N°1 N°2 N°3 Type de la pompe Centrifuge horizontale Centrifuge horizontale Immergée Marque de la pompe KSB Modèle de la pompe WKL 100/4 (4 turbines) WKL 80/6 (6 turbines) UPA 250-28-5 Constructeur & Origine KSB & Allemagne Fournisseur Oasis Technical Corporation (O. T. C) Manouba, Tunisie Position de la pompe Pompe hors d’eau Pompe immergée Débit (l/s) 130 - 233 Hmt (m) 250 - 480 Type d’installation Groupe électropompe de surface Groupe électropompe immergé Type de moteur Électrique Position du moteur Moteur hors d’eau Moteur immergé Marque du moteur ASEA ASEA KSB Puissance (kW) 45,0 45,0 51,5 Vitesse (tr/mn) 1500 1500 3000 Tension (V) 380 380 380 Intensité (A) 88 88 108 4. Mesures et calcul des caractéristiques des pompes testées 4.1. Démarche suivie À partir des essais sur chaque groupe électropompe considéré, on dispose des valeurs de débit et de la pression relevées à la sortie de uploads/Litterature/experimental-evaluation-of-the-hydraulic-and-energy-performance-of-three-electric-water-pumping-equipments.pdf