Grâce à leur structure simple et à leur stabilité, les pompes centrifuges sont de plus en plus utilisées dans diverses entreprises. Les progrès technologiques ont permis aux ingénieurs d'optimiser leur conception, donnant naissance à de nombreux types de pompes centrifuges adaptés à différents secteurs industriels.
Cet article catégorise les pompes centrifuges en utilisant 7 des dimensions les plus largement acceptées et faisant autorité, englobant 15+ Types de pompes centrifuges. Je vous propose un guide complet couvrant leur structure, leurs principes de fonctionnement, leurs applications et les méthodes de sélection.
Qu'est-ce qu'une pompe centrifuge et comment fonctionne-t-elle ?
UN pompe centrifuge Il s'agit d'un type de pompe à eau qui utilise la rotation d'une turbine pour entraîner le mouvement du fluide. Sa structure est simple et ses principaux composants comprennent : roue à aubes, volute, enveloppe, et palier.
Lorsqu'une pompe centrifuge fonctionne, la roue transmet de l'énergie mécanique au liquide, lui conférant ainsi de l'énergie cinétique. Enfin, sous l'action de la volute, le liquide convertit son énergie cinétique en énergie de pression et est ensuite refoulé par l'orifice de sortie.
Différents types de pompes centrifuges et leurs applications
Les pompes centrifuges sont principalement classées selon sept dimensions: type d'écoulement (radial, axial et mixte), étages (mono- et multi-étages), orientation de l'arbre (verticale et horizontale), boîtier (volute, diffuseur et boîtier divisé) et autres dimensions telles que l'amorçage, les applications et la conception de l'aspiration.
Par types de flux
Pompe centrifuge à flux radial
Les pompes à flux radial sont le type de pompes centrifuges le plus courant. Le flux radial signifie que, après son entrée par le centre de la roue, celle-ci se met à tourner et projette le liquide radialement vers la zone environnante, lui transférant ainsi de l'énergie cinétique. Une fois la pression du liquide augmentée dans le canal d'écoulement en forme de volute, il est refoulé par la sortie perpendiculaire à l'arbre de la pompe.
| Pompes centrifuges à flux radial | |
| Avantages | Les pompes centrifuges radiales ont une structure simple, sont faciles à entretenir, fonctionnent de manière stable et conviennent à une utilisation à long terme. |
| Limites | Leur efficacité est fortement influencée par les conditions de fonctionnement ; elles ne sont pas adaptées au transport de fluides à haute viscosité. |
| Applications typiques | Convient au transport de fluides à débit moyen et à viscosité faible à moyenne, tels que l'eau propre, les eaux usées, les boues et le mortier. |
Pompe centrifuge à flux axial
Les pompes axiales, également appelées pompes à hélice, utilisent des roues axiales (semblables à des hélices). La rotation de la roue génère une poussée qui propulse le liquide le long de l'arbre de la pompe. Après son passage à travers la roue, l'énergie cinétique du liquide est convertie en énergie de pression, puis il est refoulé par l'orifice de sortie.
| Pompe centrifuge à flux axial | |
| Avantages | Comparées aux pompes à flux radial, les pompes à flux axial fonctionnent davantage comme une grande hélice pour propulser le fluide, ce qui les rend adaptées aux applications nécessitant un débit d'eau élevé. |
| Limites | Bien que les pompes à flux axial offrent des débits élevés, leur hauteur manométrique est inférieure à celle des pompes à flux radial, ce qui les rend inadaptées aux applications nécessitant une pression élevée. |
| Applications typiques | Les pompes à flux axial sont mieux adaptées aux applications nécessitant des débits élevés mais des exigences de hauteur manométrique plus faibles, telles que les grands systèmes de drainage, les systèmes de circulation d'eau des centrales électriques et les grands systèmes d'irrigation. |
Pompe centrifuge à flux mixte
Les pompes à flux mixte utilisent des roues à aubes mixtes (pales incurvées). Comme leur nom l'indique, elles combinent flux radial et axial. Elles offrent un débit plus important et un rendement supérieur aux pompes à flux radial, et leur pression est plus élevée (tête de pompe) que les pompes à flux axial.
| Pompe centrifuge à flux mixte | |
| Avantages | Les pompes à flux mixte offrent des débits plus élevés que les pompes à flux radial et des hauteurs manométriques plus élevées que les pompes à flux axial, tout en assurant un fonctionnement stable et en réduisant le risque de cavitation. |
| Limites | Les pompes à flux mixte sont plus chères que les pompes à flux axial, et leur rendement fluctue considérablement en fonction des conditions de fonctionnement. |
| Applications typiques | La polyvalence des pompes à flux mixte les rend particulièrement adaptées aux applications à moyenne hauteur de refoulement et à débit élevé, telles que la protection contre les inondations, les systèmes d'approvisionnement en eau potable, l'irrigation à grande échelle et les stations d'épuration des eaux usées. |
Par nombre d'étapes
Pompe centrifuge mono-étagée
Une pompe mono-étagée est une pompe ne possédant qu'une seule roue. Le nombre d'étages correspond au nombre de roues. Ce type de pompe centrifuge, qui propulse le fluide à travers une seule roue, est le plus répandu.
| Pompe centrifuge mono-étagée | |
| Avantages | Les pompes centrifuges mono-étagées ont une structure simple, sont faciles à entretenir, disposent de pièces de rechange facilement disponibles et ont de faibles coûts d'exploitation. |
| Limites | Les pompes monoblocs ont une hauteur manométrique relativement faible, ce qui rend difficile le transport efficace des liquides dans des conditions de haute hauteur manométrique. |
| Applications typiques | Les pompes monocellulaires ont une large gamme d'applications et conviennent au transport d'eau propre, d'eaux usées et de liquides contenant de petites quantités de matières solides. |
Pompe centrifuge multi-étages
Une pompe centrifuge multicellulaire comporte plusieurs turbines internes. Lorsque le liquide traverse chaque turbine, sa pression augmente. Après avoir été entraîné par plusieurs turbines, le liquide atteint une hauteur manométrique et une pression plus élevées.
| Pompe centrifuge multi-étages | |
| Avantages | Les pompes centrifuges multicellulaires sont idéales pour les applications nécessitant une hauteur manométrique et une pression élevées, car leur hauteur manométrique et leur pression sont plusieurs fois supérieures à celles des pompes monocellulaires. |
| Limites | Les pompes multicellulaires présentent une structure plus complexe, sont plus difficiles à entretenir et leurs coûts de production et d'exploitation sont légèrement supérieurs à ceux des pompes monocellulaires. Leurs nombreuses roues les rendent inadaptées au transport de liquides contenant des particules solides. |
| Applications typiques | Les pompes multicellulaires sont parfaitement adaptées à l'alimentation en eau des immeubles de grande hauteur, à l'alimentation en eau des chaudières, aux stations de pompage de surpression urbaines et aux équipements de nettoyage haute pression. |
Par orientation de l'arbre
Pompe centrifuge verticale
Comme son nom l'indique, une pompe centrifuge verticale est une pompe centrifuge à structure et installation verticales. Son principe de fonctionnement est identique à celui d'une pompe centrifuge classique, mais elle peut être installée dans un espace restreint.
| Pompe centrifuge verticale | |
| Avantages | Les pompes centrifuges verticales sont compactes et plus faciles à installer. Sur les pompes verticales à arbre long, une partie du corps de pompe peut même être immergée dans le liquide, ce qui assure une bonne résistance à la cavitation. |
| Limites | Les pompes verticales à arbre long ont des coûts d'entretien plus élevés et nécessitent une inspection régulière de l'arbre long. |
| Applications typiques | Les pompes centrifuges verticales sont idéales pour une utilisation dans les puits profonds, les puisards ou les applications nécessitant une immersion dans l'eau, telles que le drainage des puisards et la prise d'eau des puits profonds. |
Pompe centrifuge horizontale
Une pompe horizontale est une pompe centrifuge installée horizontalement, son arbre étant parallèle au sol. Comparée à une pompe verticale, une pompe centrifuge horizontale Il possède un éventail d'applications plus large et est plus facile à entretenir.
| Pompe centrifuge horizontale | |
| Avantages | Les pompes horizontales ont une structure simple, utilisant généralement une conception extractible, ce qui rend le démontage et l'entretien simples et pratiques. |
| Limites | Les pompes centrifuges horizontales nécessitent une emprise au sol plus importante que les pompes verticales. En cas d'environnement d'exploitation difficile, un local technique séparé est nécessaire, ce qui engendre des coûts initiaux plus élevés. |
| Applications typiques | Les pompes centrifuges horizontales sont largement utilisées dans des secteurs tels que l'approvisionnement en eau, l'irrigation, le traitement des eaux usées, le drainage des inondations et le traitement des résidus miniers. |
Par boîtier
Pompe centrifuge à volute
Les pompes à volute sont des pompes dont le corps a la forme d'une volute ou d'un canal d'écoulement spiralé. Elles constituent le type le plus important de pompes centrifuges, car elles convertissent l'énergie cinétique du liquide circulant dans la volute en énergie de pression, permettant ainsi son refoulement.
| Pompe centrifuge à volute | |
| Avantages | Les pompes à volute sont technologiquement éprouvées, faciles à entretenir et leurs pièces de rechange sont relativement peu coûteuses, ce qui rend leurs coûts d'exploitation adaptés à la plupart des utilisateurs. |
| Limites | Comparées aux pompes centrifuges à diffuseur, les pompes à volute traditionnelles ont une hauteur manométrique et une pression inférieures, mais dans les mêmes conditions de fonctionnement, les pompes centrifuges à diffuseur sont plus efficaces. |
| Applications typiques | Les pompes à volute ont un large éventail d'applications, telles que l'approvisionnement en eau potable, l'irrigation, le traitement des eaux usées, l'exploitation minière et le dragage. |
Pompe centrifuge à diffuseur
Les pompes à diffuseur fonctionnent selon le même principe que les pompes à volute. La différence réside dans le fait que, dans le corps de pompe d'une pompe à diffuseur, la roue est entourée d'un diffuseur (à ailettes fixes). Lorsque la roue tourne et projette le liquide dans toutes les directions, le diffuseur entre en contact avec le liquide en premier, ce qui ralentit sa vitesse et augmente ainsi sa pression.
| Pompe centrifuge à diffuseur | |
| Avantages | Les pompes centrifuges à diffuseur offrent un rendement, une hauteur manométrique et une pression supérieurs. À débit égal, elles sont donc plus efficaces. |
| Limites | Les pompes à diffuseur exigent une grande précision de fabrication et sont plus coûteuses que les pompes à volute traditionnelles. Elles ne conviennent pas aux liquides contenant de grosses particules solides. |
| Applications typiques | Les pompes à diffuseur sont mieux adaptées aux applications nécessitant une hauteur manométrique élevée et une pression stable, telles que l'alimentation en eau des chaudières, les équipements de nettoyage haute pression, la circulation d'eau pour les produits chimiques et l'alimentation en eau des immeubles de grande hauteur. |
Pompe centrifuge à carter divisé
La principale différence entre une pompe à corps divisé et les autres pompes centrifuges réside dans la structure de son corps. Le corps d'une pompe à corps divisé est composé d'une partie supérieure et d'une partie inférieure, l'arbre horizontal de la pompe constituant son axe central.
| Pompe centrifuge à carter divisé | |
| Avantages | La structure modulaire de la pompe à corps divisé simplifie le démontage et la maintenance. La conception à double aspiration équilibre les forces axiales, ce qui assure une plus grande stabilité en fonctionnement. |
| Limites | La structure du corps de pompe à division horizontale entraîne une augmentation de la taille et du poids de la pompe, ce qui complique son installation. Elle n'est pas adaptée aux liquides à forte teneur en matières solides, mais convient mieux à l'eau claire et aux liquides faiblement chargés en impuretés. |
| Applications typiques | Les pompes à corps divisé sont plus adaptées aux systèmes de distribution d'eau potable à grande échelle, tels que les réseaux d'adduction d'eau municipaux, le drainage des grands réservoirs et l'irrigation des terres agricoles. |
En amorçant
Pompe centrifuge auto-amorçante
Comme chacun sait, une pompe centrifuge doit être remplie de liquide avant de démarrer afin d'éviter l'accumulation d'air à l'intérieur. Une pompe auto-amorçante, en revanche, ne nécessite pas cette étape, car elle contient déjà le liquide nécessaire au démarrage, ce qui la rend plus adaptée aux applications exigeant des démarrages et des arrêts fréquents.
| Pompe centrifuge auto-amorçante | |
| Avantages | Les pompes centrifuges auto-amorçantes facilitent l'aspiration d'eau et le démarrage/l'arrêt, réduisant ainsi la fréquence de maintenance. |
| Limites | Les pompes auto-amorçantes ont une structure interne plus complexe, ce qui oblige le liquide à surmonter plus de frottement et entraîne une efficacité moindre par rapport aux pompes centrifuges traditionnelles. |
| Applications typiques | Systèmes portables (mobiles) d'approvisionnement et de distribution d'eau, équipements d'irrigation et de collecte d'eau domestique. |
Pompe centrifuge submersible
Comme son nom l'indique, une pompe centrifuge submersible est une pompe qui peut être immergée dans l'eau et qui peut fonctionner dans des puits verticaux ou en eau profonde, et qui peut pomper de l'eau contenant des particules en suspension.
| Pompe centrifuge submersible | |
| Avantages | Comparées aux pompes de surface, les pompes submersibles fonctionnent dans l'eau avec un niveau sonore plus faible, permettent un gain de place considérable et offrent une installation flexible. |
| Limites | Les pompes submersibles sont plus complexes à entretenir que les pompes traditionnelles et nécessitent une eau de meilleure qualité pour éviter la corrosion chimique. |
| Applications typiques | Les pompes submersibles peuvent extraire l'eau légèrement polluée, le limon et les sédiments, par exemple pour l'extraction d'eau de puits profonds, le drainage des puisards et le drainage minier. |
Sur demande
Pompe centrifuge à boues
La pompe centrifuge pour boues est fabriquée dans un alliage à haute résistance à l'usure, ce qui lui permet de transporter des boues très abrasives. De plus, la roue et le canal d'écoulement sont optimisés pour le transport à long terme de boues contenant de grosses particules et présentant une forte abrasivité.
| Pompe centrifuge à boues | |
| Avantages | Les pompes à boues ont une durée de vie plus longue que les pompes centrifuges traditionnelles, sont plus résistantes à l'usure et à la corrosion, et conservent les avantages d'une structure simple et d'un entretien facile des pompes centrifuges traditionnelles. |
| Limites | La durée de vie des composants d'une pompe dépend des propriétés du fluide pompé. Le pompage de boues très abrasives implique le remplacement fréquent des pièces d'usure, une consommation d'énergie supérieure à celle des pompes centrifuges classiques et des coûts plus élevés. |
| Applications typiques | Les pompes centrifuges à boues sont largement utilisées pour transporter des boues contenant des matériaux tels que du gravier et des cendres volantes, pour des applications telles que le drainage des bassins de rétention, le traitement des eaux usées, le transport des résidus miniers, le dragage, l'irrigation et le transport de boues pour les tunneliers. |
Pompe centrifuge chimique
Les parties en contact avec le fluide de la pompe centrifuge chimique sont fabriquées dans un alliage spécial résistant à la corrosion, ce qui lui permet de transporter facilement des liquides aux propriétés corrosives ou chimiques.
| Pompe centrifuge chimique | |
| Avantages | Les pompes chimiques sont plus résistantes à la corrosion que les pompes centrifuges ordinaires. Différents matériaux résistants à la corrosion peuvent être choisis pour les roues et autres composants en fonction du fluide pompé. |
| Limites | Les pompes chimiques sont généralement plus coûteuses à fabriquer que les pompes centrifuges ordinaires, et leur durée de vie est fortement influencée par les propriétés du fluide. |
| Applications typiques | Pétrole, produits chimiques, gaz naturel, eaux usées industrielles. |
Pompe centrifuge pour eaux usées
La pompe centrifuge pour eaux usées est une pompe centrifuge spécialement conçue pour le traitement des eaux usées. Sa roue et son canal d'écoulement sont conçus pour éviter le colmatage, et elle permet de transporter efficacement les boues contenant des particules solides, des fibres longues et des sédiments.
| Pompe centrifuge pour eaux usées | |
| Avantages | Les pompes à eaux usées sont plus résistantes au colmatage que les pompes à eau centrifuges ordinaires, ont une gamme d'applications plus large et une durée de vie plus longue. |
| Limites | Les pompes à eaux usées sont plus coûteuses à fabriquer que les pompes à eau ordinaires et nécessitent un entretien régulier et des contrôles pour détecter les obstructions. |
| Applications typiques | Les pompes à eaux usées peuvent facilement traiter l'eau propre, les eaux usées, les fluides contenant des particules en suspension et les fibres longues, comme dans le traitement des eaux usées, le drainage des puisards et le traitement des eaux usées industrielles. |
Par aspiration
Pompe centrifuge à simple aspiration
Les pompes centrifuges à simple aspiration sont parmi les types de pompes centrifuges les plus courants. L'aspiration simple signifie que la pompe aspire le liquide d'un seul côté, et que le liquide est refoulé de l'autre côté par la roue rotative.
| Pompe centrifuge à simple aspiration | |
| Avantages | Les pompes à simple aspiration ont une structure simple, une technologie éprouvée, sont faciles à entretenir et ont de faibles coûts d'exploitation. |
| Limites | Comparées aux pompes à double aspiration, les pompes à simple aspiration sont plus sujettes aux forces axiales et sont moins stables en fonctionnement. |
| Applications typiques | Les pompes à simple aspiration sont largement utilisées dans l'irrigation, l'approvisionnement et la distribution d'eau, le traitement des eaux usées industrielles et le drainage des puisards. |
Pompe centrifuge à double aspiration
Comme son nom l'indique, une pompe centrifuge à double aspiration possède deux entrées d'aspiration qui aspirent simultanément le liquide pendant son fonctionnement. Contrairement à une pompe à simple aspiration, une pompe à double aspiration possède une entrée d'aspiration de chaque côté de sa roue pour aspirer le liquide.
| Pompe centrifuge à double aspiration | |
| Avantages | Une pompe à double aspiration possède une entrée d'aspiration de chaque côté de la roue, ce qui équilibre la force axiale en fonctionnement et assure une meilleure stabilité. Les deux entrées d'aspiration permettent également un débit plus important. |
| Limites | Les pompes à double aspiration sont plus coûteuses à fabriquer, et leur structure à double aspiration les rend plus grandes et moins flexibles à installer que les pompes à simple aspiration. |
| Applications typiques | Les pompes à double aspiration sont largement utilisées dans l'approvisionnement en eau potable, les systèmes de drainage à grande échelle et le traitement des eaux usées industrielles. |
En résumé, j'ai expliqué les différents types de pompes centrifuges en fonction de leurs dimensions les plus courantes. J'espère que ces informations vous permettront de comprendre les aspects importants de ces pompes. Reste à savoir comment choisir la pompe adaptée à vos besoins. Poursuivez votre lecture.
Comment choisir la pompe centrifuge adaptée ?
Critères de sélection des pompes
1. Débit
Le débit est un paramètre important lors du choix d'une pompe. Il est généralement exprimé en m³/h et représente le volume de liquide transporté pendant une période donnée.
Si vous n'êtes pas certain du débit requis, vous pouvez l'estimer en fonction de l'efficacité de production de votre projet. Par exemple :
🔸Si vous devez transporter 70 m³ de boue par heure, alors le débit = 70 m³/h.
🔸 Si vous devez transporter 60 tonnes de boue minérale (densité 1,5) par heure, alors le débit est d'environ 60/1,5 ≈ 40 m³/h.
En déterminant le débit, vous pouvez décider s'il convient de choisir une pompe adaptée aux débits élevés.
2. Tête
La hauteur manométrique représente la hauteur à laquelle le liquide doit être remonté après avoir surmonté la résistance au frottement et les autres pertes. Elle est généralement exprimée en mètres (m) et constitue un critère important pour le choix d'une pompe.
🔸Faible hauteur de refoulement (<20 m) : Pompe radiale, pompe à simple aspiration, pompe monobloc
🔸 Hauteur de refoulement moyenne (20-70 m) : Pompe centrifuge standard, pompe axiale, pompe à corps divisé
🔸Haute hauteur de refoulement (>70 m) : Pompe multicellulaire, pompe à diffuseur, station de surpression
3. Efficacité (η)
Comme expliqué précédemment, le rendement d'une pompe varie en fonction des conditions de fonctionnement. Chaque pompe centrifuge possède une plage de rendement, le rendement optimal étant atteint uniquement à proximité du point de rendement optimal (PRO).
4. Exigences NPSH
Le NPSH est un indicateur crucial de la cavitation des pompes, généralement mesuré en mètres (m). NPSHA (NPSH requis réel), NPSHR (NPSH requis minimal).
Lors du choix d'une pompe, assurez-vous que NPSHA > NPSHR pour mieux prévenir la cavitation.
5. Teneur en matières solides/Granulométrie
Si le matériau que vous pompez contient des particules solides ou de longues fibres, tenez compte de la teneur en matières solides et de la taille des particules de la suspension, car ces paramètres affectent les performances de transport de la pompe.
Notes
Les paramètres mentionnés ci-dessus sont les points à prendre en compte lors du choix d'une pompe centrifuge. Seule une information complète vous permettra de choisir la pompe centrifuge la plus adaptée parmi les nombreux modèles disponibles.
Recommandations de pompes par application
Choisir la pompe centrifuge adaptée parmi tous les modèles disponibles n'est pas chose aisée. Si vous avez encore des questions, n'hésitez pas à consulter notre tableau de recommandations.
| Application | Type de pompe recommandé | Manipulation des solides | Efficacité | Entretien | Coût |
| résidus miniers | Pompe à lisier / Pompe à gravier | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ |
| Eau de refroidissement | Aspiration axiale monobloc / Flux mixte | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
| Transfert chimique | Pompe centrifuge chimique | ⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| eaux usées / eaux d'égout | Pompe centrifuge pour eaux usées / submersible | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| Irrigation / Agriculture | Pompe à flux axial / à flux mixte | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
| Lutte contre l'incendie / Eau à haute pression | Pompe multicellulaire / Boîtier divisé | ⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| Puits profonds / Pompage de puisard | Pompe submersible / Pompe auto-amorçante | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
Conseils d'entretien des pompes centrifuges
Bien qu'il existe de nombreux types de pompes centrifuges, je vous donnerai des conseils d'entretien d'ordre général. Seul un contrôle et un entretien réguliers permettent d'optimiser la durée de vie de la pompe. Par exemple :
1. Vérifiez quotidiennement la présence de bruits et de vibrations anormaux et assurez-vous que le débit et la hauteur manométrique se situent dans les valeurs idéales.
2. Nettoyez régulièrement l'orifice d'entrée du liquide pour éliminer les impuretés telles que les fibres longues et les particules solides.
3. Vérifiez régulièrement le niveau d'huile pour vous assurer que l'huile de lubrification se situe dans la plage normale.
Chaque pompe est fournie avec un manuel d'instructions du fabricant. Il est important de lire ce manuel avant utilisation afin de comprendre les exigences d'entretien et de résoudre rapidement tout problème éventuel pour éviter des dommages plus importants.
Cet article vous a fourni des informations importantes sur les différents types de pompes centrifuges et sur la manière de choisir celle qui convient le mieux. Si vous avez des questions ou des besoins, veuillez contacter un expert Kingda pour des conseils rapides et professionnels.
