Présentation

Article

1 - ÉLÉMENTS DIMENSIONNANTS D'UNE POMPE HÉLICE

2 - GRILLES D'AUBES PLANES. PROFILS NACA 65

3 - LOIS DE DÉFLEXION ET DE PERTES. ESSAIS EN SOUFFLERIE

4 - PROPRIÉTÉS CINÉMATIQUES DES GRILLES D'AUBES PLANES

5 - FONCTIONNEMENT NOMINAL D'UNE GRILLE, ÉVALUATION DES PERTES

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BM4304 v1

Conclusion
Pompes rotodynamiques - Aérohydrodynamique des profils et aubages de pompes hélices

Auteur(s) : Robert REY, Ricardo NOGUERA, Farid BAKIR

Date de publication : 10 juil. 2013

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Certaines données sont indispensables pour définir la géométrie d'une pompe hélice : élévation de pression, débit volumique, vitesse de rotation. Les principales propriétés des profils aérodynamiques isolés sont présentées, avec les éléments géométriques permettant de les tracer. Les notions de grille d'aubes planes sont expliquées, et notamment celles formées de profils de la série NACA 65. Les essais en soufflerie de l'ensemble de la série NACA 65 ont permis de bâtir des lois de déflexion et de pertes pour définir les grilles les mieux adaptées à la construction des pales de la pompe, et leur évolution géométrique du moyeu à la périphérie.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Rotodynamic pumps - Aero-hydrodynamics of profiles and blade impellers

Certain data is essential in order to define the geometry of a pump propeller: pressure, flow rate and rotational speed. The principal properties of isolated airfoils are presented along with the geometrical elements allowing for their design. Certain notions concerning blade cascade, in particular those using profiles of the NACA 65 series, are presented. Wind tunnel aerodynamic tests of the NACA 65 series airfoils have allowed for the establishment of deflection and loss laws in order to define the best adapted blade cascades for pump blades and their geometric evolution from the hub to the periphery.

Auteur(s)

  • Robert REY : Ingénieur arts et métiers - Professeur arts et métiers ParisTech – Laboratoire DynFluid – CER Paris

  • Ricardo NOGUERA : Docteur ès-sciences - Maître de Conférences arts et métiers ParisTech – Laboratoire DynFluid – CER Paris

  • Farid BAKIR : Ingénieur École Polytechnique d'Alger - Professeur arts et métiers ParisTech – Laboratoire DynFluid – CER Paris

INTRODUCTION

Nous allons voir comment il est possible, à partir des coefficients de similitude, de faire les premiers grands choix concernant les paramètres libres intervenant dans la conception de la roue d'une pompe hélice.

Partant du cahier des spécifications (hauteur, débit, vitesse de rotation), le dimensionnement des machines axiales nécessite, dans une étape préalable, la définition de l'encombrement extérieur (Re rayon extérieur de la roue et du redresseur) et du rapport de moyeu T = Ri / R.

Le fonctionnement et les performances des pompes hélices sont basés sur la déflexion que subit le fluide au passage de la roue, l'accroissement de pression est obtenu ainsi par une variation de quantité de mouvement de l'écoulement principal de l'entrée à la sortie. La déflexion doit être connue avec précision pour évaluer correctement les performances.

Les essais en soufflerie ont permis la mise en place de fonctions numériques assurant la résolution des deux calculs classique :

  • problème direct : la grille est entièrement définie géométriquement, on veut en déduire la déflexion et les pertes sous un angle d'entrée donné ;

  • problème inverse : les angles d'entrée et de sortie sont définis, il faut en déduire la meilleure grille répondant à ce cahier des charges. Suivant le cas, la notion de meilleure grille peut être basée sur différents critères : rendement, fluctuation de pression et niveau vibratoire associé, encombrement général, NPSH.

La définition des aubages est rendue possible par résolution locale du problème inverse consistant à définir, en écoulement bidimensionnel, les grilles planes rotoriques et statoriques les mieux adaptées aux triangles de vitesses proposés. En toute rigueur, cette résolution ne sera possible qu'en imposant le nombre d'aubages et le facteur de diffusion local dont l'influence, sur les critères d'optimisation déjà cités, est également importante.

Le thème général « Pompes rotodynamiques » fait l'objet de plusieurs articles :

  • [BM 4 300] Présentation. Description ;

  • [BM 4 302] Fonctionnement ;

  • [BM 4 303] Similitude et conception des pompes centrifuges ;

  • [BM 4 305] Dimensionnement et analyse des performances des pompes hélices ;

  • [BM 4 306] Problèmes mécaniques particuliers ;

  • [BM 4 308] Exploitation ;

  • [BM 4 314] Tenue en cavitation des pompes rotodynamiques.

Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres. Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres articles.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

axial pump   |   blades cascade   |   turning angle   |   wind tunnel testing   |   optimal incidence   |   diffusion factor

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm4304


Cet article fait partie de l’offre

Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques

(172 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

6. Conclusion

Cet article constitue la première partie de l'ensemble présentant les outils d'aide au dimensionnement des pompes hélices, cette première partie rappelle les données indispensables permettant d'atteindre l'objectif principal qui consiste à définir entièrement la géométrie d'une pompe hélice destinée à répondre à un cahier des charges défini : élévation de pression, débit volumique, vitesse de rotation.

En premier lieu, on réalise une brève présentation des pompes hélices industrielles, et l'on présente les méthodes globales permettant d'atteindre les dimensions géométriques principales : diamètre extérieur de la roue, diamètre du moyeu ; une estimation du rendement de la pompe est également accessible. On présente ensuite un rappel des principales propriétés des profils aérodynamiques isolés et les éléments géométriques permettant de les tracer. Du profil isolé, on passe aux grilles d'aubes planes et notamment celles formées de profils de la série NACA 65 élément à la base de la construction des pales de la pompe. Les essais en soufflerie de l'ensemble de la série NACA 65 ont permis de bâtir les lois de déflexion et de pertes dont l'aboutissement sera de définir les grilles les mieux adaptées à la construction des pales de la pompe, et leur évolution géométrique du moyeu à la périphérie (problème inverse). Ces mêmes lois permettront également d'analyser les performances de la pompe pour différents débits (problème direct).

Cet article a une suite directe, il s'agit de l'article [BM 4 305] :

Pompes rotodynamiques. Dimensionnement et analyse des performances des pompes hélices.

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques

(172 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Conclusion
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - COMOLET (R.) -   Mécanique expérimentale des fluides.  -  Éd. Masson, Paris (1982).

  • (2) - OUZIAUX (R.), PERRIER (J.) -   Mécanique des fluides appliquée.  -  Éd. Dunod, Paris (1972).

  • (3) - KARASSIK -   Pump Handbook.  -  Ed. Mc Graw Hill Co, New York (1976).

  • (4) - RYHMING (I.) -   Dynamique des fluides.  -  Éd. Presses Polytechniques Romandes (1985).

  • (5) - CSANADY (G.T.) -   Theory of turbomachinery.  -  Ed. Mc Graw Hill Co, New York (1964).

  • (6) - MEAUZE (G.), CARRERE (A.) -   Étude aérodynamique de l'écoulement dans les aubages de machines tournantes.  -  Cours à l'École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (1984).

  • ...

1 Normes et standards

Contrairement aux pompes centrifuges, il n'existe pas de normes relatives à la construction des pompes hélices

HAUT DE PAGE

2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 Constructeurs – Constructeurs détenant l'essentiel du marché des pompes hélices et circulateurs

Egger , Ensival-Moret, Goulds, KSB, Lewis, Lawrence, SGL, Weir-Warmann

HAUT DE PAGE

2.2 Organismes – Fédérations – Associations

L'association Europump (en Belgique) regroupe l'essentiel des constructeurs européens et jouit d'une certaine autorité http://www.europump.org

Pour les États-Unis, consulter son alter ego l'Hydraulic Institute

HAUT DE PAGE

2.3 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche

Advanced Design Technology...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques

(172 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS