La courbe de pompe sert non seulement de guide aux ingénieurs lors de la conception de solutions de transport de fluides, mais fournit également des informations aux utilisateurs pour effectuer une maintenance préventive sur les pompes.
Cet article explique les courbes des pompes centrifuges et explique comment les lire et les utiliser. Pour une compréhension approfondie des courbes des pompes centrifuges, veuillez lire cet article.
Qu'est-ce qu'une courbe de pompe centrifuge ?
Les graphiques de courbe de pompe sont une courbe qui représente la relation entre les différents paramètres de performance de la pompe, elle montre les performances et l'état de fonctionnement de la pompe à eau dans différentes conditions.
Le tableau des courbes de performance de la pompe contient les informations suivantes :
🔸Tête de pompe
🔸Débit
🔸NPSH (hauteur d'aspiration positive nette)
🔸Taille de la turbine et performances de la pompe
🔸Courbe d'efficacité de la pompe
🔸RPM (tours par minute)
🔸BEP (Point de meilleur rendement)
La courbe de pompe centrifuge n'est pas seulement un outil important pour la sélection de la pompe, mais également une référence dans les travaux de maintenance pour vérifier si l'état des différents points de fonctionnement de la pompe s'écarte des valeurs recommandées par la courbe caractéristique de la pompe.
Fig. L'axe Y représente la hauteur manométrique en mètres et l'axe X représente le débit en m³/h ou L/s.
La ligne rouge représente la plage d'efficacité optimale de la pompe, où la pompe atteint une efficacité élevée et minimise l'usure.
Comment lire une courbe de performance de pompe ?
Les ingénieurs utilisent généralement les courbes de performance des pompes pour effectuer leur sélection initiale. En utilisant les informations sur la courbe, telles que la hauteur manométrique et le débit, ainsi que leur intersection, nous pouvons sélectionner approximativement le modèle de pompe.
Pour comprendre la courbe de performance d'une pompe, il est essentiel de comprendre ses différents paramètres. Poursuivez votre lecture pour bien comprendre la courbe de performance.
1. Tête de pompe
L'axe des Y de la courbe de la pompe représente la hauteur manométrique, qui représente la hauteur à laquelle une pompe peut pomper le liquide. En termes simples, il s'agit de la distance verticale entre la sortie de la pompe et la hauteur de pompage finale. Dans les calculs réels, des facteurs tels que les pertes de charge aux coudes et le frottement des conduites doivent également être pris en compte.
Ce qui suit est une explication plus détaillée de la tête de pompe, Tête dynamique totale.
Tête dynamique totale
Qu'est-ce que TDH Dans la courbe de la pompe ? En termes simples, on utilise généralement l'axe des Y de la courbe de la pompe pour représenter la hauteur manométrique totale (HMT). La hauteur manométrique totale (HMT) de la pompe est la somme de la levée statique, de la hauteur manométrique, de la hauteur manométrique motrice, des pertes par frottement et d'autres facteurs de la pompe. Elle peut être définie comme la hauteur à laquelle la pompe peut soulever le fluide après prise en compte des facteurs ci-dessus. Elle est généralement exprimée en mètres ou en pouces.
Comment calculer la hauteur manométrique totale ?
TDH = Portance statique + Charge de pression + Charge de vitesse + Perte de charge
- Levage statique : Le levage statique fait référence à la différence de hauteur entre l'orifice d'aspiration de la pompe et la surface du liquide lorsque la pompe est à l'arrêt.
- Hauteur manométrique : La hauteur manométrique est la pression statique fournie par le fluide. Elle correspond à la hauteur manométrique formée par la pression du fluide dans la canalisation. Différentes hauteurs manométriques sont générées aux extrémités d'aspiration et de refoulement de la pompe. Plus la pression du fluide est élevée, plus la hauteur manométrique est importante.
- Charge dynamique : La charge dynamique est la hauteur à laquelle l'énergie cinétique du fluide soulève celui-ci pendant son écoulement. Plus la vitesse du fluide est élevée, plus la charge dynamique est importante.
- Perte par frottement : La perte par frottement est la perte d'énergie générée dans les coudes, les vannes et les tuyaux du pipeline lorsque la pompe transporte du fluide.
Formule de tête dynamique totale
TDH=H statique + H pression + H vitesse + H friction
2. Débit
L'axe des abscisses de la courbe de performance de la pompe représente le débit, qui peut être compris comme le volume de fluide que la pompe peut refouler par unité de temps. Il est généralement exprimé en mètres cubes par heure (m³/h) ou en litres par seconde (L/s).
3. Point de meilleur rendement de la courbe de pompe
La pompe présente le rendement le plus élevé et la plus faible usure dans cet état de fonctionnement.
4. Taille de la turbine et performances de la pompe
La taille de la roue affecte les performances de la pompe. Augmenter la taille de la roue augmente le débit de la pompe, car une roue plus grande peut pousser plus de liquide. Selon la loi d'affinité : H ∝ D², où D est le diamètre de la roue, augmenter la taille de la roue augmente également la hauteur manométrique de la pompe.
Cependant, il est important de noter qu'augmenter la taille de la turbine n'améliore pas nécessairement le rendement. Une turbine plus grande nécessite un moteur plus puissant pour maintenir la rotation. Il est donc essentiel de trouver le point de rendement optimal sur la courbe de la pompe.
5. Courbe d'efficacité de la pompe
La courbe d'efficacité de la pompe est cruciale dans l'analyse de la pompe car elle nous indique l'efficacité avec laquelle une pompe fonctionne dans différentes conditions, c'est-à-dire quelle quantité de puissance d'entrée du moteur est utilisée pour déplacer le liquide.
La courbe de rendement de la pompe nous aide également à identifier le point de rendement optimal (BEP) et la plage de rendement élevé. C'est dans cette plage que la pompe atteint ses performances maximales et minimise son usure.
6. RPM
La vitesse de la pompe a un impact significatif sur la hauteur manométrique et le débit en fonctionnement. La vitesse optimale doit être prise en compte lors du choix d'une pompe.
7. NPSH
La hauteur d'aspiration positive nette est un indicateur important pour prévenir la cavitation pendant le fonctionnement de la pompe. La hauteur d'aspiration positive nette (NPSH) comporte deux paramètres.
- NPSH UN:Le NPSH requis pour la pompe en fonctionnement réel.
- NPSH R:Le NPSH minimum requis pour que la pompe fonctionne.
Lors de la conception d'une solution de distribution par pompe, NPSH UN > NPSH R doit être respectée pour garantir qu'il y a une pression suffisante à l'extrémité d'aspiration de la pompe pour éviter la cavitation dans la pompe.
Comment lire le NPSH sur la courbe de la pompe ?
Sur une courbe de pompe, NPSH est la ligne pointillée perpendiculaire à l'axe X.
Nous constatons que les valeurs NPSH varient selon les positions. Dans le contenu précédent, nous avons mentionné que NPSH inclut NPSH. UN (NPSH réellement requis pendant le fonctionnement) et NPSH R (NPSH minimum requis pour le fonctionnement). Veuillez noter que le NPSH UN > NPSH R il faut veiller à ce qu'aucune cavitation ne se produise dans la pompe.
Nous avons déterminé l'emplacement du point A, et nous pouvons voir que le point A est proche de la plage de NPSH R de 8 m. Nous pouvons donc déterminer que lors de la conception du système de refoulement par pompe, nous devons nous assurer que le NPSH UN >8 m pour mieux prévenir la cavitation.
Bien que les courbes de pompe fournies par chaque fabricant de pompes ne sont pas exactement les mêmes, si vous pouvez comprendre la signification des différents paramètres de la courbe de performance de la pompe, vous pouvez effectuer une sélection de pompe simple en fonction des courbes de pompe fournies par le fabricant.
Comment utiliser la courbe de sélection de pompe ?
Grâce aux explications ci-dessus, tout le monde a une compréhension de base des courbes de pompe. Nous pouvons maintenant les utiliser pour sélectionner des modèles de pompe.
- En utilisant les données de débit et de hauteur requises, nous déterminons le point de fonctionnement de la pompe.
- Le point de meilleur rendement (BEP) se trouve à proximité du point de fonctionnement.
- Le BEP nous permet de déterminer la puissance optimale du moteur à partir de la courbe de la pompe.
Conseils d'experts :
💡 Lors de la sélection d'un pompe, essayez d'en choisir un au niveau ou à proximité du BEP pour vous assurer qu'il se situe dans la plage de rendement élevé et maximiser sa durée de vie.
💡 Grâce aux courbes de performance fournies par les fabricants, nous pouvons assurer la maintenance des pompes existantes. Par exemple, en fonction du BEP de la pompe, nous pouvons ajuster la taille de la roue ou modifier la tuyauterie et les coudes afin de minimiser l'usure et d'améliorer le rendement.
Impact de la gravité spécifique et de la viscosité sur la pompe
1. Comment la courbe d'une pompe change-t-elle avec la gravité spécifique ?
La densité du fluide affecte la puissance de la pompe. Plus la densité est élevée, plus la pompe consomme d'énergie.
Selon la relation entre la gravité spécifique et la masse volumique d'un fluide, plus la gravité spécifique est élevée, plus la masse volumique est élevée. Lorsque la masse volumique du fluide augmente, la résistance du système de pompage à son transport augmente, et ce dernier nécessite davantage de puissance pour le transporter.
Lorsqu'une pompe délivre un fluide avec une densité plus élevée que prévu, cela augmente la consommation d'énergie de la pompe, rend le débit de la pompe instable, accélère l'usure et réduit l'efficacité et la durée de vie du système de pompe.
2. Effet de la viscosité sur les performances de la pompe
La variation de viscosité du fluide affecte la puissance, le débit et la hauteur manométrique de la pompe. Lorsque la viscosité du fluide augmente, le débit diminue, tandis que la puissance et la hauteur manométrique augmentent.
Lorsque la viscosité du fluide transporté par la pompe augmente, la résistance à l'écoulement du fluide dans la canalisation augmente, ce qui diminue sa fluidité et, par conséquent, son débit. Pour maintenir le même débit, le système de pompage doit augmenter sa puissance, ce qui entraîne une consommation d'énergie accrue.
Lorsque la viscosité du fluide augmente, la résistance à l'écoulement du fluide dans la canalisation s'accroît. Pour surmonter cette résistance, le système de pompage nécessite une force (hauteur manométrique) plus importante pour transporter le fluide, ce qui entraîne une augmentation de la hauteur manométrique.
Nous pouvons donc conclure que lorsque la viscosité du fluide augmente, la pompe nécessite plus de puissance pour transporter le fluide, ce qui entraîne une diminution du débit, une augmentation de la puissance de la pompe et une diminution de l'efficacité de la pompe.
Conclusion
En résumé, la courbe de la pompe peut fournir des données très importantes lors de sa sélection et de sa maintenance. À partir de données telles que le débit, la hauteur manométrique et la puissance, nous pouvons déterminer la plage de fonctionnement efficace de la pompe et effectuer le choix approprié ou optimiser la maintenance pour maximiser son efficacité.
Questions fréquemment posées
Courbe de pompe à déplacement positif
Les pompes volumétriques reposent sur des changements périodiques du volume à l'intérieur de la pompe pour fournir du fluide. Ainsi, dans la courbe de la pompe volumétrique, le débit ne change pas avec la pression.
Dans un graphique de pompe volumétrique, la courbe caractéristique débit/pression est presque horizontale.
Courbe de la pompe Puissance vs Débit
La puissance de la pompe augmente de façon exponentielle avec l’augmentation du débit.
Lorsque le débit augmente, le fluide produira une plus grande résistance dans le tuyau et la pompe devra augmenter sa puissance pour pousser le fluide.
Comment le VFD affecte-t-il la courbe de la pompe ?
Le système VFD peut ajuster la vitesse du moteur en fonction des changements de charge du système de pompe, modifiant ainsi la vitesse de la pompe.
En ajustant la vitesse de la pompe via le système VFD, le débit et la hauteur du système de pompe peuvent être contrôlés avec précision, l'énergie peut être économisée, les pertes inutiles peuvent être réduites, la pompe peut toujours maintenir un fonctionnement à haut rendement, la durée de vie de la pompe peut être prolongée et les coûts de maintenance peuvent être réduits.
Courbe de pompe et courbe du système
La courbe de résistance du système de pompage montre les variations de résistance et de débit que l'ensemble du système de pompage doit surmonter pour propulser le fluide. Ces résistances comprennent le frottement des canalisations, les pertes par courbure, les pertes par vanne, etc.
Sur la courbe de résistance du système de pompage, la courbe diminue progressivement avec l'augmentation du débit, tandis que la courbe augmente progressivement avec l'augmentation du débit. L'intersection de ces deux courbes constitue le point de fonctionnement du système. À ce moment, la hauteur manométrique et la résistance du système sont équilibrées, ce qui constitue son point de fonctionnement optimal.
