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Auteur(s)
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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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Lire l’articleINTRODUCTION
L’objectif de cet article n’est pas de traiter de l’ensemble des problèmes mécaniques que le concepteur d’une pompe aura à résoudre, et qui le plus souvent entrent dans le cadre général de la mécanique, mais d’examiner des problèmes spécifiques ou particuliers aux pompes qui, pour la plupart, sont liés à la très forte densité du fluide véhiculé.
L’article « Pompes rotodynamiques » fait l’objet de plusieurs fascicules :
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Présentation. Description
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Fonctionnement
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Projet d’une pompe
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[B 4 306] Problèmes mécaniques particuliers
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Exploitation
Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres. Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres articles.
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3. Poussée axiale
3.1 Théorie simplifiée
Cette étude est applicable à une pompe ordinaire, utilisée à son point de fonctionnement normal.
La poussée axiale est l’effort axial résultant que supporte le rotor. Son calcul nécessite la connaissance des pressions statiques locales en tous les points de la machine.
Par théorie simplifiée, nous entendons un mode de calcul où les pressions dans les interfaces rotor-stator sont évaluées en supposant que le fluide tourne à la moitié de la vitesse locale du rotor. Cette façon de faire est souvent suffisante pour les pompes monocellulaires.
Par pompe ordinaire, nous entendons une machine dont les roues, à simple ouïe, sont fermées sur les deux faces et ne portent pas de dispositifs particuliers tels que des rainures de compensation sur une des faces de la roue.
Dans ces conditions, l’effort axial se compose de quatre termes :
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une force F = Σ f p , due à l’action des pressions statiques sur les surfaces du rotor ;
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une force F = Σ f p , due à la variation de la quantité de mouvement axiale du fluide entre l’entrée et la sortie de chaque roue ;
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une force représentant l’effet de fond, simple ou différentiel ; cette force existe à l’arrêt et il convient de la prendre en compte pour définir les conditions de démarrage de la butée ;
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une force transmise par l’accouplement ; celle-ci peut avoir un sens défini ou un sens aléatoire ; pour un accouplement à dentures bombées, le sens de l’effort est aléatoire ; il convient alors de retenir le signe le plus défavorable pour dimensionner la butée.
3.1.2 Force fp due à l’action des pressions statiques
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Force fp s’exerçant sur un élément de surface d’une roue, situé devant une partie fixe
En admettant une rotation à mi-vitesse...
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