Lors du choix, de la maintenance courante ou de l'apprentissage du fonctionnement des pompes, les comparaisons sont inévitables : pompes centrifuges contre pompes volumétriques. Quelles sont exactement les différences ? Voici les plus courantes. types de pompes.
Ce guide présente les définitions, les principaux points de comparaison, les applications, la sélection et l'entretien des deux types de pompes. Découvrez leurs secrets grâce à ce guide.
Différence entre une pompe volumétrique et une pompe centrifuge
Les pompes centrifuges déplacent les liquides en faisant tourner une roue. La rotation à grande vitesse de cette roue génère une force centrifuge, convertissant l'énergie cinétique en énergie de pression dans le liquide, ce qui permet de pomper le liquide à haute pression par la sortie. Les pompes centrifuges conviennent au transport d'eau claire, d'eaux usées industrielles contenant des matières solides, ou à des applications nécessitant un débit élevé et continu, telles que le traitement de l'eau, le traitement des boues, etc. dragage.
Les pompes volumétriques, quant à elles, utilisent des pièces mobiles internes (engrenages, pistons, membranes) pour comprimer ou expulser directement le liquide par un mouvement alternatif. Sans conversion d'énergie par la roue, les pompes volumétriques sont plus efficaces et conviennent au transport de liquides à haute viscosité, nécessitant une pression stable ou des débits précis, comme dans les industries pharmaceutique, agroalimentaire et pétrolière.
Tableau comparatif : Pompes volumétriques et pompes centrifuges
| Pompes centrifuges | Pompes volumétriques | |
| Type de fluide | Eau claire, suspension contenant des solides, viscosité faible à moyenne, liquide à débit élevé | Mélange gaz-liquide à haute viscosité et à débit stable |
| Débit et pression | Plus le débit est important, plus la pression est faible ; ils sont inversement proportionnels. | Le débit et la pression sont quasiment indépendants, et les courbes sont parallèles. |
| Viscosité et teneur en matières solides | Convient aux particules solides à faible viscosité et à forte abrasion avec une teneur en solides de 30 à 40%. | Convient aux particules solides fines et molles à haute viscosité et à teneur en solides de 60 à 80%. |
| Tonte | Une force de cisaillement élevée perturbe facilement la structure du fluide. | Faible force de cisaillement, convient aux boues biologiques, aux boues d'huile, etc. |
| Efficacité et consommation d'énergie | L'efficacité varie en fonction des conditions de fonctionnement, atteignant son niveau maximal au point de rendement optimal (BEP) avec la consommation d'énergie la plus faible. | L'efficacité reste inchangée quelles que soient les conditions de fonctionnement, ce qui indique une efficacité élevée et une consommation d'énergie relativement stable. |
| Entretien | L'entretien régulier comprend des contrôles quotidiens du débit, de la hauteur manométrique, des vibrations et du bruit. | La maintenance régulière consiste principalement à vérifier toute anomalie de trafic et de charge. |
Points clés : Pompe volumétrique vs pompe centrifuge
Débit et pression
🔸 Pompes centrifuges : Le débit d’une pompe centrifuge est inversement proportionnel à sa hauteur manométrique. Lorsque le débit augmente, la hauteur manométrique diminue, ce qui entraîne une baisse de pression.
🔸 Pompes volumétriques : Dans les pompes volumétriques, le débit est constant. Selon la formule de la puissance à l'arbre
, Le débit et la pression sont indépendants, mais ils sont directement liés à la puissance. Plus la pression augmente, plus la pompe nécessite de puissance.
Viscosité et teneur en matières solides
🔸 Pompes centrifuges : Comme mentionné précédemment, les pompes centrifuges sont entraînées par un roue à aubes Pour faire circuler un liquide, sa viscosité influe considérablement sur les performances de la pompe. Une viscosité accrue nécessite davantage d'énergie pour la rotation de la roue, ce qui entraîne une diminution du rendement de la pompe.
Cependant, en remplaçant les matériaux par des matériaux résistants à l'usure, les pompes centrifuges peuvent traiter des liquides contenant des particules solides dures et très abrasives, même des particules de grand diamètre, comme celles que l'on trouve dans les résidus miniers ou le dragage des rivières.
🔸 Pompes volumétriques : Comme mentionné précédemment, les pompes volumétriques utilisent le mouvement alternatif de leurs composants internes pour propulser le liquide. La quasi-totalité de l’énergie est utilisée pour déplacer le liquide, sans consommation d’énergie au niveau de la roue. Par conséquent, les variations de viscosité du liquide n’affectent pas le débit, ce qui garantit un rendement stable.
Les pompes volumétriques peuvent traiter des boues molles contenant jusqu'à 80 % de matières solides (60-80%). Cependant, fonctionnant dans une chambre de pompe étanche, elles ne conviennent pas aux fluides contenant des particules solides très abrasives et de grande taille, car cela peut facilement provoquer un blocage ou un colmatage.
Tonte
🔸 Pompes centrifuges : Les pompes centrifuges génèrent une force de cisaillement élevée et ne conviennent pas au transport de suspensions biologiques ou de polymères. En effet, au démarrage, la roue tourne à grande vitesse, ce qui risque de perturber les cellules biologiques, les colloïdes, les pâtes, etc., présents dans le liquide.
🔸 Pompes volumétriques : les pompes volumétriques expulsent le liquide par compression lente. L’absence de roue à aubes rotative à grande vitesse réduit considérablement la force de cisaillement, ce qui les rend idéales pour le transport de suspensions contenant des polymères, des cellules biologiques, des colloïdes et des pâtes.
Efficacité et consommation d'énergie
🔸 Pompes centrifuges : Le rendement des pompes centrifuges varie selon les conditions de fonctionnement. Elles sont optimales à proximité de leur point de rendement maximal (PRM). Cependant, dans des conditions de fonctionnement complexes, la consommation d’énergie augmente progressivement et le rendement diminue.
🔸 Pompes volumétriques : L’efficacité des pompes volumétriques est plus stable et moins sensible aux conditions de fonctionnement. Conformément à la formule de puissance mentionnée précédemment, la puissance ne varie que lorsque le débit ou la pression fluctue. Cette variation plus linéaire permet une meilleure gestion de l’énergie.
Entretien
Pour garantir une longue durée de vie, les pompes centrifuges et les pompes volumétriques nécessitent un entretien régulier.
Il est important de noter que, pour les pompes centrifuges, les pièces rotatives, et plus particulièrement la roue, nécessitent une attention particulière. Que la pompe pompe de l'eau claire ou des fluides chargés de boues, la roue s'use. Le matériau, la qualité et l'état de la roue influent sur le fonctionnement quotidien. On peut également détecter les anomalies en surveillant la température, le bruit et le débit. Heureusement, la structure simple des pompes centrifuges rend la maintenance relativement facile et rapide.
Les pompes volumétriques nécessitent une attention particulière en cas de fuites. Les fuites internes entraînent une baisse de rendement. Il convient également de surveiller le débit et la pression. En cas d'anomalie, vérifiez l'absence d'obstructions. Soyez attentif aux bruits inhabituels et nettoyez régulièrement les vannes et les filtres afin d'éliminer les corps étrangers.
Applications des pompes centrifuges et volumétriques
Nous avons déjà mentionné les types de fluides compatibles avec ces deux types de pompes dans le tableau comparatif « Pompes volumétriques vs pompes centrifuges ». Je vais maintenant présenter une analyse détaillée et des recommandations de pompes en fonction des différentes applications.
Quand utiliser une pompe centrifuge ?
De par leur structure et leur principe de fonctionnement, les pompes centrifuges sont généralement adaptées au transport d'eau propre, d'eau impure et de fluides de viscosité moyenne, tels que l'eau pour les immeubles résidentiels de grande hauteur, l'irrigation, les eaux usées, la boue, le mortier, le limon, les cendres volantes, le gravier et le fumier.
Grâce à une structure de roue optimisée et à l'utilisation de matériaux très résistants à l'usure, le champ d'application des pompes centrifuges s'est considérablement élargi. Même avec des boues contenant des particules solides dures, ces pompes conservent une excellente durée de vie et des performances optimales.
Quand utiliser une pompe centrifuge ?
Contrairement aux pompes centrifuges, les pompes volumétriques ne nécessitent pas de turbines rotatives pour propulser les liquides, ce qui réduit les forces de cisaillement. De plus, les pièces mobiles à l'intérieur de la pompe actionnent directement le fluide par compression, évitant ainsi les pertes d'énergie et permettant d'obtenir un rendement supérieur.
Cette structure confère à la pompe une efficacité quasiment indépendante de la viscosité du liquide, mais elle ne convient pas au transport de boues contenant des particules dures. Les pompes volumétriques sont quant à elles adaptées au transport de liquides à haute viscosité, aux applications exigeant des forces de cisaillement élevées ou aux situations nécessitant des débits précis et constants, comme dans les secteurs du pétrole et du gaz, des boues biologiques et polymères, des boues d'épuration, de l'agroalimentaire et de la pharmacie.
Applications industrielles courantes
Traitement de l'eau : Les eaux usées et les eaux domestiques contiennent souvent de grandes quantités d'impuretés, de gravier et de fibres longues. Dans ces cas, les pompes centrifuges à haut débit et résistantes à l'abrasion sont le choix idéal.
Exploitation minière: Dans les installations de traitement des eaux usées et des résidus miniers, les liquides contiennent de nombreuses particules dures, corrosives et abrasives. Les pompes centrifuges pour boues minières sont parfaitement adaptées à ces conditions exigeantes.
Alimentaire/Pharmaceutique : Dans l'industrie agroalimentaire et biopharmaceutique, l'ajout précis d'additifs ou de produits pharmaceutiques est essentiel sans compromettre la biocompatibilité des matériaux. Les pompes volumétriques permettent d'effectuer ces opérations avec des débits stables et un rendement élevé.
Pétrole et gaz : Dans le transport du pétrole et du gaz, et plus particulièrement du pétrole, la viscosité élevée de ce dernier peut réduire l'efficacité des pompes centrifuges et même provoquer des obstructions dans les pipelines. Les pompes volumétriques, en revanche, permettent de transporter de manière stable le pétrole, le gaz ou les fluides à haute viscosité.
Dragage : Les travaux de dragage nécessitent l'enlèvement des sédiments des lits de rivières, des ports et des berges, souvent chargés de gravier et de pierres. Les pompes de dragage centrifuges, performantes en termes de débits et de traitement des solides, permettent de traiter efficacement différents types de boues.
Irrigation/Élevage : Les pompes centrifuges sont fréquemment utilisées pour l'irrigation de grandes surfaces agricoles, tandis qu'en élevage, la gestion efficace du fumier représente un défi. L'excellente performance des pompes centrifuges en milieu solide garantit un acheminement stable de grandes quantités de fumier.
Comment choisir ? Pompe centrifuge ou pompe volumétrique ?
Lors du choix d'une pompe adaptée, les éléments suivants sont à prendre en compte : cinq facteurs il convient de prendre en considération :
I. Faut-il un débit continu et élevé, ou un débit précis et stable ?
II. Une distribution à haute pression est-elle nécessaire, ou une pression stable est-elle requise ?
III. Le fluide que vous manipulez est-il une suspension à haute viscosité ?
IV. La suspension contient-elle un grand nombre de particules solides, et quelles sont la dureté et la taille de ces particules ?
V. La boue que vous manipulez contient-elle des cellules biologiques, des polymères ou d'autres substances qui ne peuvent pas être détruites ?
Si vous pouvez répondre à ces cinq questions, vous serez en mesure de sélectionner dans un premier temps une pompe adaptée à votre projet.
Le tableau ci-dessous répertorie les principaux types de pompes centrifuges et de pompes volumétriques. Le choix d'une pompe doit tenir compte non seulement de l'application, mais aussi des propriétés physiques de la boue et du matériau de la pompe, car seul le choix de la pompe la plus adaptée permet d'optimiser l'efficacité de la production.
| Types de pompes | Types courants | Applications |
| Pompes centrifuges | Pompes verticales, Pompes horizontales, Pompe submersible, Pompes à lisier, Pompes de dragage | Stations d'épuration, résidus miniers, dragues, exploitations agricoles, papeteries, irrigation et approvisionnement en eau potable. |
| Pompes volumétriques | Pompes à piston, pompes à plongeur, pompes à membrane, pompes à engrenages, pompes à vis, pompes péristaltiques, pompes à lobes | usines pharmaceutiques, transport de pétrole, usines de transformation alimentaire, papeteries, usines de peinture |
Si vous avez des besoins concernant la sélection de pompes centrifuges et de pompes volumétriques, n'hésitez pas à Contactez les experts Kingda. Nous vous fournirons des conseils gratuits et opportuns et, si nécessaire, nous pouvons également personnaliser pour vous des solutions de distribution de fluides.
