Les pompes centrifuges ont été créées pour la première fois par le physicien français Denis Papin en 1689 et il ne fait aucun doute que les pompes centrifuges jouent un rôle important dans la vie des gens aujourd'hui.
Cet article résume les points essentiels à connaître sur les pompes centrifuges : principe de fonctionnement, schéma, composants, types et applications. Ce guide vous permettra de tout savoir sur les pompes centrifuges.
Qu'est-ce qu'une pompe centrifuge ?
Définition de la pompe centrifuge
Les pompes centrifuges utilisent la rotation de la roue pour générer une force centrifuge, qui accélère le fluide et le projette autour de la roue, réalisant ainsi le transport du fluide.
Les principaux composants d'une pompe centrifuge comprennent le corps de pompe, la roue, les roulements, l'arbre de pompe, la base, la garniture mécanique, etc.
Les pompes centrifuges font partie des pompes dynamiques. Il existe de nombreux types de pompes centrifuges, capables de transporter presque tous les types de fluides, tels que l'eau de puits d'irrigation agricole, les eaux usées, les déchets miniers, les boues de dragage et autres fluides.
Comment fonctionne une pompe centrifuge ?
Amorçage de la pompe centrifuge
Avant de démarrer, la pompe doit être remplie de liquide pour éviter qu'elle ne fonctionne à sec.
Une pompe centrifuge utilise la force centrifuge pour augmenter la pression du fluide et le faire s'écouler par la sortie. Son fonctionnement comporte quatre étapes : admission du fluide, pressurisation, refoulement et circulation de l'eau.
Ce qui suit est une description détaillée du principe de fonctionnement de la pompe centrifuge, et vous pouvez également regarder une explication vidéo plus intuitive.
Principe de fonctionnement de la pompe centrifuge
I. Aspiration : Tout d'abord, le mouvement du rotor du moteur de la pompe entraîne la rotation de la roue. Cette rotation génère une force centrifuge qui accélère le fluide du centre de la roue vers sa périphérie, créant ainsi une dépression autour du liquide au centre et amorçant une aspiration. Enfin, la pompe aspire le fluide par l'orifice d'entrée.
II. Pressurisation : Le fluide accélère et s'écoule en tourbillon dans le corps de la pompe. Le canal d'écoulement de la pompe se rétrécissant progressivement, la vitesse du fluide diminue et la pression augmente, transformant une partie de l'énergie cinétique en énergie de pression.
III. Décharge: La sortie de la pompe est généralement de conception plus petite, la pression du fluide augmente à la sortie et finalement, la pompe évacue le fluide de la sortie.
IV. Travail continu : Sous l'action de la rotation continue de la turbine, la pompe aspire et refoule continuellement le fluide, de sorte qu'elle fonctionne en continu.
Vidéo de démonstration du fonctionnement d'une pompe centrifuge
Bienvenue dans cette vidéo expliquant le fonctionnement d'une pompe centrifuge. Vous y découvrirez comment une pompe refoule un liquide en douceur et comprendrez mieux ses différents composants et leurs fonctions.
Types et applications des pompes centrifuges
Pompes centrifuges monocellulaires
| Aperçu | Applications |
| Les pompes monocellulaires ne possèdent qu'une seule turbine, une structure simple, une hauteur de refoulement élevée et un entretien facile. | ●Irrigation agricole ●Exploitation minière ●Eau municipale ●Énergie électrique ●Métallurgie |
Pompes centrifuges multicellulaires
| Aperçu | Applications |
| Une pompe centrifuge multi-étages possède plus de deux turbines à haute hauteur manométrique et à haute pression. | ●Eaux usées minières ●Alimentation en eau haute pression ●Pétrochimie ●Alimentation sous vide |
Pompes centrifuges auto-amorçantes
| Aperçu | Applications |
| Les pompes centrifuges auto-amorçantes n'ont pas besoin d'être remplies d'eau au préalable et peuvent être vidangées automatiquement de leur gaz. | ●Pétrochimie ●Exploitation minière ●Déchargement du navire ●Métallurgie |
Pompes centrifuges submersibles
| Aperçu | Applications |
| Les pompes centrifuges submersibles fonctionnent en s'immergeant dans l'eau, et la pompe possède un joint d'étanchéité robuste. | ●Ingénierie hydraulique ● Extraction d'eau de puits profond ●Dragage ●Irrigation agricole |
Pompes centrifuges verticales
| Aperçu | Applications |
| Les pompes centrifuges verticales ont une structure verticale et peuvent fonctionner en profondeur sous le liquide. | ●Exploitation minière ●Alimentation en eau de la tour de refroidissement ●Charbons ●Conditions nécessitant une immersion |
Pompes centrifuges en ligne
| Aperçu | Applications |
| L'entrée et la sortie de la pompe en ligne sont alignées, elle est de petite taille et offre un rendement élevé. | ●Irrigation agricole ●Métallurgie ●Pétrochimie ●Énergie électrique |
Pompes centrifuges à entraînement magnétique
| Aperçu | Applications |
| La rotation de la turbine de la pompe centrifuge à entraînement magnétique est assurée par une force magnétique et elle ne possède pas de joint d'arbre, ce qui isole le fluide du moteur. | ●Usine chimique ●Soins médicaux ● Denrées alimentaires ●Aérospatiale ●Transport de fluides corrosifs, inflammables et toxiques |
Pompes centrifuges pour eaux usées
| Aperçu | Applications |
| Les pompes à eaux usées peuvent traiter des fluides contenant des impuretés et des fibres longues. | ●Station de traitement des eaux ● Papeteries ●Traitement des eaux usées industrielles |
Pompes centrifuges à lisier
| Aperçu | Applications |
| La pompe centrifuge à boues peut traiter les boues et les fluides visqueux contenant du gravier, du limon et du pétrole. | ●Exploitation minière ●Drague Tunnel de bouclier ●Désulfuration des gaz de combustion |
Principaux composants des pompes centrifuges
Les pompes centrifuges présentent une structure simple et sont faciles à entretenir. Leurs principaux composants sont la roue, le corps de pompe, le roulement, la volute, l'arbre, la plaque de protection, le presse-étoupe et la garniture mécanique. Voici une explication détaillée de leurs principaux composants.
Schéma de la pompe centrifuge avec ses pièces
Pièces de pompe centrifuge
| Nom des pièces de la pompe centrifuge | Fonction |
| Ensemble de roulement | L'ensemble de roulement est un élément important du fonctionnement de la pompe, garantissant un fonctionnement stable de la roue et soutenant l'arbre de la pompe. |
| Plaque de jonction | La plaque de joint est utilisée pour les joints des pompes centrifuges afin d'améliorer les performances d'étanchéité. |
| Presse-étoupe | Le presse-étoupe fait partie du joint d'étanchéité et sert à fermer l'espace entre le corps de la pompe et l'arbre de la pompe afin d'éviter les fuites du fluide transporté. |
| Joint de pompe centrifuge | Arrêtez les fuites de liquide ou empêchez l’air de pénétrer dans la pompe. |
| Doublure de plaque de cadre | La plaque de cadre maintient la roue, guide le flux et réduit l'usure des composants internes de la pompe. |
| Turbine de pompe centrifuge | La roue est un élément important du fonctionnement de la pompe centrifuge, la pompe centrifuge transportant principalement le fluide grâce à la rotation de la roue. |
| Enveloppe | Le corps de pompe centrifuge est le récipient qui contient les éléments internes de la pompe et qui sert à diriger le fluide selon un mouvement d'écoulement en forme de vortex. |
| Revêtement de plaque de recouvrement | Guidage du mouvement du fluide et réduction de l'usure des pièces internes de la pompe. |
| plaque de recouvrement | Améliorez les performances d'étanchéité de la pompe pour éviter les fuites du fluide. |
| Anneau de lanterne | La bague de lanterne dans la pompe centrifuge est utilisée dans le roulement pour sceller, refroidir et réduire l'usure. |
Courbe caractéristique de la pompe centrifuge
La courbe de performance d'une pompe centrifuge contient de nombreux paramètres et indicateurs de performance de la pompe, notamment la hauteur manométrique, le débit, la vitesse du moteur, le point de rendement optimal (BEP), le NPSH et d'autres paramètres.
La courbe de performance de la pompe est un outil important pour sélectionner le type de pompe. Elle nous permet de choisir le modèle de pompe le plus adapté pour une efficacité maximale.
Avantages et inconvénients de la pompe centrifuge
Avantages
- Structure simple et fonctionnement fiable : Les pompes centrifuges comportent moins de composants principaux et sont moins sujettes aux pannes.
- Maintenance facile, longue durée de vie : Les pièces de rechange des pompes centrifuges sont faciles à remplacer et un entretien régulier peut considérablement prolonger leur durée de vie.
- Large champ d'application : Les pompes centrifuges peuvent non seulement transporter de l'eau claire, mais aussi des fluides contenant des particules en suspension, visqueux et corrosifs.
Inconvénients
- Auto-amorçage : Les pompes ordinaires ne possèdent pas de fonction d'auto-amorçage et ne peuvent pas évacuer automatiquement le gaz contenu dans la pompe ; il est donc nécessaire de remplir la pompe de liquide avant de la mettre en marche.
- Cavitation : Lorsque la pression d'aspiration est trop faible ou qu'un blocage se produit à l'entrée, des bulles d'air se forment facilement, entraînant la cavitation du corps de pompe et de la roue, ce qui réduit la durée de vie.
Conclusion
Après des siècles de développement et de multiples conceptions, elles ont considérablement amélioré la productivité, sans aucun doute, les pompes centrifuges jouent un rôle important dans notre production et notre vie.
Si vous avez un problème de transport de fluide dans votre processus industriel, n'hésitez pas à contacter les experts Kingda et nous vous proposerons la meilleure option.
FAQ sur les pompes centrifuges
Pompe volumétrique vs pompe centrifuge
| Pompe centrifuge | Pompe volumétrique | |
| Principe de fonctionnement | La force centrifuge générée par la rotation de la roue est utilisée pour aspirer le fluide et le refouler sous pression. | Le fluide est poussé à travers la pompe par un changement cyclique du volume interne de la pompe. |
| Type de fluide | Convient aux fluides de viscosité faible à moyenne | Convient au transport de fluides à haute viscosité et haute pression |
| Débit | Convient aux débits moyens à élevés | Convient au transport de fluides à faible débit |
| Auto-amorçant | Aucune capacité d'auto-amorçage, la pompe doit être remplie de liquide avant de démarrer. | Capacité d'auto-amorçage, peut vider automatiquement la pompe de gaz. |
| Applications | Chimie, pétrole, mines | Alimentation, produits pharmaceutiques, carburant |
Liste de contrôle pour l'entretien des pompes centrifuges
BRUIT, VIBRATION : Si vous constatez des bruits et des vibrations anormaux pendant le fonctionnement de la pompe, il peut s'agir d'un phénomène de déséquilibre de la turbine ou d'un phénomène de cavitation ; veuillez arrêter immédiatement la machine et procéder à une vérification.
TEMPÉRATURE DU MOTEUR : Si la température du moteur est trop élevée, arrêtez immédiatement la machine, sinon le moteur risque de griller.
FUITE: Vérifiez les conduites pour détecter les fuites de liquide.
PRESSION: Vérifiez que la valeur de pression de la pompe est normale.
ENTRETIEN RÉGULIER : Effectuez un entretien régulier conformément au contenu du manuel du produit et remplacez à temps les pièces d'usure, telles que les joints, les roulements, les roues, les boulons, etc.
Comment amorcer une pompe centrifuge ?
Lors du démarrage d'une pompe, il est nécessaire de la remplir d'eau et d'évacuer l'air qu'elle contient, afin de la démarrer et de la mettre en fonctionnement normal.
Pompe centrifuge auto-amorçante : les pompes auto-amorçantes ne nécessitent pas de remplissage préalable en eau. Elles éliminent l’air qu’elles contiennent grâce à leur propre force d’aspiration, puis aspirent l’eau après une courte période de fonctionnement et fonctionnent normalement.
Les pompes centrifuges sont-elles à déplacement positif ?
Une pompe centrifuge n'est pas une pompe volumétrique. Une pompe centrifuge est un type de pompe dynamique. Elle utilise la rotation de la roue pour générer la force centrifuge et aspire le liquide dans la pompe grâce à la rotation de la roue.
Principe de fonctionnement d'une pompe volumétrique : Une pompe volumétrique repose principalement sur le mouvement des composants à l'intérieur de la pompe pour provoquer des changements périodiques du volume à l'intérieur de la pompe, faire sortir le liquide et le débit est relativement stable.
Les pompes centrifuges sont-elles auto-amorçantes ?
La plupart des pompes centrifuges ne sont pas auto-amorçantes et doivent être remplies d'eau avant leur premier démarrage. Certaines pompes auto-amorçantes sont également centrifuges, mais elles doivent tout de même être remplies d'eau avant leur premier démarrage.
Les pompes submersibles sont-elles centrifuges ?
Une pompe submersible est une pompe centrifuge fonctionnant en immersion. Son principe de fonctionnement est le même que celui d'une pompe centrifuge. La rotation de la roue génère une force centrifuge, aspirant ainsi l'eau à la surface du liquide.
Les pompes centrifuges peuvent-elles fonctionner à sec ?
Les pompes centrifuges ne peuvent pas fonctionner à sec. Avant de démarrer, il est nécessaire de les remplir d'eau pour chasser l'air. La cavitation se produit lorsque la pompe tourne au ralenti. La roue, la volute et les autres pièces de la pompe ne sont alors plus refroidies par le liquide, ce qui entraîne une hausse de température et, à terme, des dommages.
Qu'est-ce qu'une pompe centrifuge verticale ?
Les pompes centrifuges verticales sont installées verticalement au sol, occupent un espace réduit et ne nécessitent pas la construction d'un local technique, ce qui permet de réduire les coûts et d'obtenir un rendement élevé. Lorsque l'environnement d'installation est relativement restreint, une pompe verticale peut être choisie.
Qu'est-ce qu'une pompe centrifuge horizontale ?
Les pompes centrifuges horizontales sont installées horizontalement au sol. Leur structure est simple, leur entretien est aisé et elles produisent peu de vibrations. Cependant, elles occupent une surface importante et nécessitent un local pour les abriter.
Qu'est-ce que la cavitation dans une pompe centrifuge ?
La cavitation est un problème courant dans les pompes centrifuges. Lorsque la pompe n'a pas suffisamment d'aspiration ou que le liquide est réduit, de l'air pénètre dans le corps de la pompe, provoquant ainsi la cavitation.
Symptômes de cavitation : Après l'apparition de la cavitation, la roue, le corps de pompe et d'autres pièces de la pompe subiront une cavitation ponctuelle, voire une cavitation en nid d'abeille, voire une rupture de la roue. Après l'apparition de la cavitation, la pompe présentera des symptômes tels qu'une augmentation du bruit, une fréquence de vibration élevée, une température élevée du moteur et une réduction du débit.
Qu'est-ce qu'une pompe centrifuge en acier inoxydable ?
Les pompes centrifuges en acier inoxydable désignent les pompes dont le corps ou les composants de la pompe (roue, volute, joint, etc.) sont en acier inoxydable.
Comparées aux pompes traditionnelles en fonte, les pompes centrifuges en acier inoxydable sont plus résistantes à la corrosion et à la pression. Elles sont principalement utilisées dans les industries chimique, pétrolière et pharmaceutique. Cependant, leur prix est plus élevé que celui des pompes en fonte.
Schéma de la pompe centrifuge multicellulaire
Schéma de principe d'une pompe centrifuge à un étage
Quels sont les différents types de turbines de pompes centrifuges ?
Il existe sept principaux types de roues de pompes centrifuges : roue fermée, roue semi-ouverte, roue ouverte, roue encastrée, roue à vortex, roue à lames et roue à vis. Parmi celles-ci, les trois types de roues les plus couramment utilisés sont :
- Turbine fermée : Une roue à aubes fermée possède des protections des deux côtés, formant un canal d'écoulement complètement fermé à l'intérieur de la roue.
- Turbine semi-ouverte : Une hélice semi-ouverte ne possède une protection que d'un seul côté.
- Turbine ouverte : Une hélice ouverte est complètement ouverte, les pales étant directement reliées au centre de l'hélice.
Quelle est la hauteur manométrique totale d'une pompe centrifuge ?
La hauteur manométrique totale désigne la hauteur à laquelle une pompe peut remonter un liquide après avoir surmonté toutes les pertes d'énergie (friction dans la canalisation, pertes dans les coudes, etc.), généralement mesurée en mètres.
Pour plus de détails, veuillez vous référer à la formule suivante pour la tête de pompe :
Tête totale = Hs(Tête d'aspiration) + Hd(Tête de refoulement)
REMARQUE : Cette formule n'est applicable qu'à des conditions de fonctionnement simples.
Les 10 principaux fabricants de pompes centrifuges au monde
Le tableau ci-dessous répertorie les entreprises qui exercent une influence significative sur l'industrie mondiale des pompes centrifuges. Vous pouvez ainsi identifier rapidement les fabricants de pompes centrifuges.
| Nom de l'entreprise de pompes centrifuges | Aperçu |
| Flowserve | Flowserve est située aux États-Unis et ses produits comprennent des pompes centrifuges, des vannes, des joints d'étanchéité et d'autres équipements, largement utilisés dans les industries pétrolières, gazières et énergétiques. |
| Kingda | Kingda, l'un des premiers fabricants de pompes centrifuges en Chine, bénéficie d'une longue histoire et d'une vaste expérience. Ses principaux produits comprennent des pompes centrifuges à boues et des pompes de dragage, largement utilisées dans les secteurs minier, du dragage, de l'énergie et autres. |
| Grundfos | Grundfos, dont le siège social est situé au Danemark, propose une large gamme de pompes, notamment des pompes de circulation, des pompes submersibles et des pompes centrifuges, destinées à des secteurs tels que les systèmes d'approvisionnement en eau, le traitement des eaux usées et la construction. |
| KSB | KSB est un fabricant allemand de pompes et de vannes dont les produits sont largement utilisés dans des secteurs tels que l'exploitation minière, le traitement de l'eau et la chimie, et qui jouit d'une influence mondiale significative. |
| Sulzer | Sulzer est une entreprise internationale basée en Suisse qui se concentre sur la résolution des problèmes de transport de fluides, et ses produits jouent un rôle important dans les industries pétrolière, gazière et énergétique. |
| EBARA | EBARA est une entreprise industrielle japonaise spécialisée dans la fabrication d'équipements de précision tels que des pompes, des compresseurs, des équipements énergétiques et des pompes à vide. Elle figure parmi les principaux fabricants de pompes au monde. |
| ITT | ITT est située à Stanford, aux États-Unis, et ses produits de pompage sont principalement axés sur les systèmes de pompes centrifuges industrielles, avec une spécialisation dans des secteurs tels que les mines, l'énergie et la chimie. |
| Barrage | Weir est un fabricant britannique d'équipements miniers qui a acquis la marque de pompes Warman en 1999. Ses pompes sont principalement destinées à des environnements très abrasifs tels que l'exploitation minière et le traitement des minéraux, et l'entreprise fournit des services à l'échelle mondiale. |
| xylème | Xylem est une entreprise américaine spécialisée dans les technologies de l'eau, notamment la distribution et le traitement de l'eau, et dont les activités couvrent le traitement de l'eau, l'approvisionnement en eau potable, les eaux usées industrielles et le secteur de la construction. |
| Pentair | Pentair, entreprise américaine, est spécialisée dans le traitement et le transport de l'eau et propose des solutions de traitement pour les entreprises et les particuliers. Ses pompes sont principalement utilisées dans les réseaux d'adduction d'eau, le traitement des eaux usées, la protection incendie, l'irrigation, etc. |
Qu'est-ce que le NPSH d'une pompe centrifuge ?
Le NPSH est une valeur de référence cruciale pour prévenir la cavitation dans les pompes centrifuges. Pendant le fonctionnement de la pompe, le NPSH n'est efficace que lorsque le NPSH est atteint.UN > NPSHR Une pression d'aspiration suffisante peut-elle être assurée, empêchant ainsi la cavitation de la pompe ?.
Explication des paramètres :
NPSHUN: Le NPSH requis pour le fonctionnement réel de la pompe.
NPPSHR: Le NPSH minimum requis pour le fonctionnement de la pompe.
Quel est le point de rendement optimal d'une pompe centrifuge ?
Le point de rendement optimal correspond au point de fonctionnement optimal sur la courbe de rendement de la pompe centrifuge. À ce point, la pompe présente le débit, la hauteur manométrique et le rendement moteur les plus adaptés.
La pompe atteint alors son rendement maximal, assurant une capacité de production optimale tout en économisant l'énergie. Un fonctionnement continu à ce point de rendement optimal prolonge considérablement sa durée de vie.
