Similitude. Application au choix d'une pompe
Pompes rotodynamiques - Similitude et conception des pompes centrifuges

1 - Similitude. Application au choix d'une pompe

• 1.1 - Coefficients sans dimension de Rateau
  Figure 2 - Courbes caractéristiques H (Q ) et êta (Q) d'une pompe pour deux vitesses de fonctionnement Figure 3 - Courbes caractéristiques d'une famille de pompes exprimées en fonction des coefficients de Rateau Figure 4 - Relation entre les coefficients de hauteur manométrique et de débit pour les pompes
• 1.2 - Vitesse spécifique Nsq et rayon spécifique Rs
  Figure 5 - Évolution progressive du tracé d'une roue de pompe centrifuge jusqu'à celui d'une pompe hélice
• 1.3 - Coefficients sans dimension de vitesse spécifique et de rayon spécifique
  Figure 6 - Performances générales de la pompe centrifuge de N sq = 32 (doc. Ensival-Moret) Figure 7 - Relation entre le rayon spécifique et la vitesse spécifique Figure 8 - Évolution standard selon Cordier [6]
• 1.4 - Classification des pompes en fonction du Nsq
  Figure 9 - Relation entre les différents types de machines et les coefficients de similitude
• 1.5 - Rendement hydraulique des pompes centrifuges et hélicocentrifuges
  Figure 10 - Rendement hydraulique des pompes centrifuges et hélicocentrifuges en fonction du coefficient de débit Figure 11 - Rendements hydraulique et global de pompes centrifuges et hélicocentrifuges en fonction de la vitesse spécifique N sq
• 1.6 - Choix d'une pompe pour des conditions de fonctionnement données
  Figure 12 - Plan en coupe d'une pompe multicellulaire à quatre étages (doc. SIHI) Figure 13 - Pompe centrifuge à roue double aspiration (doc. SIHI) Tableau 1 Tableau 2
• 1.7 - Écarts par rapport aux lois de similitude
  Figure 14 - Coefficient de perte de charge dans les conduites en fonction du nombre de Reynolds et de la rugosité relative Figure 15 - Pompage de liquides visqueux : coefficients de correction des performances (revue Plant Engineering) Tableau 3

2 - Conception et calcul d'une pompe centrifuge

• 2.1 - Présentation
  Figure 16 - Démarche générale de conception d'une pompe centrifuge
• 2.2 - Prédimensionnement de la roue
  Figure 17 - Principaux paramètres géométriques définissant la roue Figure 18 - Triangles de vitesses à la sortie de la roue pour un nombre infini d'aubages Figure 19 - Évolution du coefficient K m en fonction de la vitesse spécifique N sq Figure 20 - Influence du glissement sur les triangles des vitesses en sortie de roue Figure 21 - Définition de la ligne moyenne
• 2.3 - Tracé des aubages et de la vue méridienne
  Figure 22 - Évolution et régularité de la surface méridienne en fonction de l'abscisse curviligne Figure 23 - Tracé des enveloppes des cercles Figure 24 - Définition de l'inclinaison des arêtes d'entrée et de sortie pour une roue de grand N sq Figure 25 - Ensemble des éléments géométriques permettant le tracé de la pale Figure 26 - Définition de la développée en double arc de cercle
• 2.4 - Exemple de calcul de prédimensionnement d'une roue centrifuge de Nsq32
  Figure 27 - Vue méridienne de la roue de N sq32 Figure 28 - Visualisation 3D de la roue de N sq32 Figure 29 - Prétraitement du maillage en vue de la simulation numérique de l'écoulement interne Figure 30 - Ch@amps des vitesses méridiennes obtenues à partir de divers choix des paramètres libres en sortie de roue Figure 31 - Vue méridienne et vue 3D d'une pompe hélicocentrifuge de N sq80
• 2.5 - Détermination d'un diffuseur aubé
  Figure 32 - Diffuseur radial aubé Figure 33 - Ralentissement de la vitesse moyenne interaubages dans le diffuseur radial aubé de la figure 32 b Figure 34 - Pertes totales dans le diffuseur en fonction du débit de la pompe – Exemple pour une pompe de N sq56 Figure 35 - Triangles de vitesses à la sortie d'une pompe hélicocentrifuge (ligne moyenne). Définitions géométriques Figure 36 - Continuité de surface méridienne entre roue et diffuseur bulbe (pompe de N sq80) Figure 37 - Tracé d'un diffuseur bulbe adapté à la roue de N sq80
• 2.6 - Calcul et détermination d'une volute
  Figure 38 - Sections transversales de volutes Figure 39 - Dessin de définition d'une volute classique avec retour sur l'axe Figure 40 - Relation entre l'angle … Figure 41 - Données géométriques définissant la volute à sortie tangentielle Figure 42 - Section de volute rectangulaire pour l'angle alpha quelconque Figure 43 - Volute rectangulaire et volute de section circulaire classique Figure 44 - Liaison entre le coefficient K s et la vitesse spécifique N sq Figure 45 - Vue 3D du bec de volute (volume fluide), le bec est ici rectiligne Figure 46 - Sections correspondantes aplaties à partir du bec
• 2.7 - Résultats de la simulation numérique des écoulements internes
  Figure 47 - Couplage des espaces fluides roue + volute Figure 48 - Champ de pression statique dans la roue et la volute au point nominal. Calcul stationnaire Figure 49 - Prototype expérimental et comparaison des résultats numériques et expérimentaux Figure 50 - Présence de recirculation à l'entrée en fonction du tracé de la vue méridienne Figure 51 - Roue N sq32 équipée de pales et d'interpales (5 + 5) Figure 52 - Roue N sq32 équipée de pales et d'interpales (5 + 5)