Pompe centrifuge monocellulaire

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Auteur(s)

Jean POULAIN : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Ancien élève de l’Institut Von Karman - Conseiller scientifique de l’Association française des constructeurs de pompes

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INTRODUCTION

L ’article « Pompes rotodynamiques » fait l’objet de plusieurs fascicules :

Pompes rotodynamiques- Présentation. Description Présentation. Description ;
Pompes rotodynamiques- Fonctionnement Fonctionnement ;
Pompes rotodynamiques- Projet d’une pompe Projet d’une pompe ;
[B 4306] Problèmes mécaniques particuliers ;
Pompes rotodynamiques- Exploitation Exploitation.

Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres. Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules. Le numéro de fascicule est suivi du numéro de paragraphe ou de figure.

Une pompe centrifuge est un système ouvert, en quelque sorte un trou ou encore un conduit, dans lequel est mis en place un champ de forces centrifuges. Cette machine n’est plus basée sur le transport du fluide dans un godet ou sur la variation, dans le temps, d’un volume d’emprisonnement. Le fluide n’est plus poussé par une paroi matérielle, mais mis en mouvement et équilibré par un champ de forces. Cela est une notion très simple, nous allons le voir dans ce qui suit, mais c’est aussi une notion moins spontanée que celle d’un récipient mobile. Puisqu’elle est basée sur d’autres principes, la pompe centrifuge fonctionne et s’utilise selon d’autres lois, qui sont l’objet de l’ensemble des articles qui vont suivre. Nous y avons traité l’essentiel, cependant certains domaines restreints ou certains aspects particuliers n’ont pas été abordés. Ils le seront dans un autre cadre.

Notre perception du sujet reste imparfaite et approximative. L’évolution de nos connaissances n’est pas terminée et nous sommes encore loin de l’asymptote.

Les nouvelles méthodes de calcul, de type instationnaire, ou de type Navier‐Stokes, vont modifier et stimuler l’art du dessin et de la conception. De nouveaux matériaux apparaissent. De nouveaux revêtements ou traitements de surface sont utilisés. L’électronique intervient par plusieurs aspects dont la vitesse variable et les systèmes de maintenance conditionnelle.

L’industrie des pompes en France emploie environ 6 000 personnes. Son chiffre d’affaires évolue autour de 5 milliards de francs et ses exportations totales autour de 3 milliards de francs.

Le marché des pompes se répartit approximativement de la manière suivante : un quart du marché est couvert par les pompes volumétriques, les trois quarts restants sont assurés par les pompes rotodynamiques. Enfin, signalons la part importante des circulateurs qui représentent 25 % du marché total des pompes.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-b4300

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Pompe centrifuge multicellulaire

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3. Pompe centrifuge monocellulaire

3.1 Éléments constitutifs

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3.1.1 Composants hydrauliques

Ils comprennent, dans la configuration la plus répandue (figure 4), les éléments suivants.

Le conduit d’amenée du fluide vers l’impulseur de la pompe, (repère (1)) est, dans le cas général où l’aspiration est axiale, un simple cône ayant son axe confondu avec l’axe de la machine. Le fluide ne subit dans ce conduit ni apport, ni prélèvement d’énergie.

La roue de la pompe, appelée aussi dans ce qui suit impulseur (repère (2)), est l’élément essentiel de la machine. La totalité de l’énergie est apportée au fluide par l’impulseur sous deux formes distinctes :
- d’une part, directement, sous la forme d’un accroissement de pression statique ;
- d’autre part, sous la forme d’un accroissement d’énergie cinétique, qui est lui-même transformé en pression dans les organes situés en aval de l’impulseur.
L’impulseur est constitué d’aubes, ou ailes (Au, figure 5). Les aubes sont décalées angulairement de façon régulière ; elles sont en nombre variable, mais très habituellement compris entre 5 et 7. Les aubes sont inclinées en arrière (figure 5). L’indication aubes inclinées en arrière est à considérer par rapport au sens de rotation de l’impulseur. Cela veut dire que le bord de fuite B des aubes est en retard dans la rotation par rapport au bord d’attaque A.

Nota :
en dehors de cette réalisation classique peuvent exister des impulseurs à aubes radiales, mais ils sont alors précédés d’une avant-roue.

Les impulseurs des pompes centrifuges comportent presque toujours un flasque avant (Fav, figure 5) et un flasque arrière (Far, figure 5). En d’autres termes, les aubes se rattachent à chaque extrémité à une couronne continue donnant à l’ensemble...