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Auteur(s)
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Jean BONAL : Ancien directeur scientifique de Jeumont-Schneider Industries - Professeur associé au CNAM (Conservatoire national des arts et métiers)
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Lire l’articleINTRODUCTION
avec la collaboration de Monsieur Jean MANON, ancien ingénieur conseil de Jeumont-Schneider pour les pompes industrielles et nucléaires
Pour illustrer, quantitativement, les propos de l’article concernant les économies d’énergie dans les installations industrielles équipées de machines à compression de fluide, nous avons choisi le cas d’un réseau d’adduction d’eau classique, avec hauteur géométrique d’élévation (alimentation d’un château d’eau) et pertes de charge du réseau proportionnelles au carré du débit.
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Étude de quelques cas d’applications typesArticle inclus dans l'offre
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1. Données et hypothèses de travail
La pompe choisie est une pompe de type NM 252 de la Société Ingersoll Dresser Pumps dont les caractéristiques sont :
-
débit au rendement maximal : Q RM = 1 100m3/h ;
-
hauteur d’élévation : H RM = 59 m ;
-
rendement maximal : η M = 85 % ;
-
puissance absorbée au rendement maximal : P RM = 208,5 kW.
Les courbes H(Q), P (Q), η(Q) de la pompe NM 252 sont représentées sur le graphique de la figure 1.
Dans notre application, nous adoptons comme point nominal de la pompe, le point ainsi défini :
-
débit nominal : Q N = 1 300 m3/h ;
-
hauteur d’élévation : H N = 50 m ;
-
puissance absorbée : P N = 218 kW.
À noter que le débit dit nominal est le débit maximal de l’installation ; pour des raisons énergétiques, il est toujours, sauf motivations spéciales, voisin du point de rendement maximal.
Désignons par Z 0 la hauteur géométrique.
Les pertes de charge du réseau pour le débit nominal Q N (notées ϕ N) s’ajoutent à cette valeur Z 0 pour donner la hauteur nominale H N, soit H N = Z 0 + ϕ N.
Dans le cas où ϕ N = 0 (cas purement théorique puisque les pertes de charge ne sont jamais nulles), on a évidemment H N = Z 0.
Pour montrer l’intérêt de la vitesse variable électronique, nous étudierons les puissances absorbées par l’équipement lorsque la pompe est entraînée :
-
par un moteur alimenté à fréquence variable ;
-
par un moteur alimenté à fréquence fixe via un variateur de vitesse de type coupleur réglable (hydraulique à écope…) ;
-
par un moteur fonctionnant à sa vitesse nominale constante. La variation de débit de la pompe est alors réalisée au moyen d’une vanne réglable.
Pour effectuer les calculs nous...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BONAL (J.) - Entraînements électriques à vitesse variable - . Tome 1 Éditions Lavoisier Tec et Doc, 1997.
-
(2) - MANON (J.) - Les pompes. Manuel de sélection. Application à la vitesse variable - . Collection technique. Schneider electric, 2002.
-
(3) - VOVARD (J.) - La circulation des fluides et les pompes centrifuges - . Document Jeumont-Schneider – département pompes hydrauliques, 1985.
-
(4) - BONAL (J.) - Entraînement à vitesse variable des machines à compression de fluide - . , Génie électrique, 08-2002.
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