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RÉSUMÉ
Cet article décrit les propriétés constructives, les principales performances ainsi que les avantages et inconvénients des différents principes de pompes volumétriques destinées au pompage des liquides. Sont analysées successivement les pompes rotatives (pompes à engrenages, à palettes, à vis, à lobes...) puis les pompes alternatives (pompes à pistons, à membrane...).
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Bernard de CHARGÈRES : Ingénieur de l'École spéciale de Mécanique et d'Électricité (ESME-SUDRIA), société Baudot-Hardoll
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Robert REY : Ingénieur Arts et Métiers - Professeur à l'École nationale supérieure d'Arts et Métiers, CER Paris-ENSAM-ParisTech
INTRODUCTION
Le moyen le plus simple et le plus répandu pour véhiculer des liquides est la pompe centrifuge, qui est aussi le moyen le plus économique. Cependant, il existe au moins quatre types d'applications pour lesquelles la pompe centrifuge n'est plus efficace ou opérationnelle :
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le pompage de produits visqueux : en effet, à partir d'un certain degré de viscosité qui reste à déterminer par l'utilisateur, l'emploi d'une pompe centrifuge obligerait à recourir à une machine surdimensionnée débitant en dehors de ses caractéristiques optimales, notamment avec un très mauvais rendement et, par voie de conséquence, une puissance absorbée très importante ;
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les problèmes de dosages précis instantanés , pour lesquels l'emploi d'une pompe centrifuge obligerait le concepteur de l'installation à utiliser un débitmètre pour asservir la vitesse de la pompe centrifuge, avec le risque d'utiliser la pompe en dehors de ses caractéristiques optimales ;
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le pompage des liquides réputés « susceptibles » , c'est-à-dire fragiles, qui s'accommodent mal des remous internes qui existent dans une pompe centrifuge (lait, vin, bière, liquides volatils, etc.) ;
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la génération de faibles débits à très haute pression (engins de nettoyage par jet, machines de découpage par jet d'eau, etc.).
Ces quatre types d'applications imposent l'emploi d'une pompe volumétrique. Le choix de la technologie de conception dépendra essentiellement des caractéristiques du produit véhiculé : viscosité, température, densité, composition chimique, susceptibilité, etc. ; du type d'application : transfert, mélange, dosage ; et des conditions de fonctionnement : débit, pression à l'aspiration et au refoulement, etc.
L'objet de cet article n'est pas de permettre la conception d'une pompe, mais bien de donner à l'ingénieur chargé d'étudier une installation les notions nécessaires au choix du type de pompe le plus approprié.
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Classification des pompesArticle inclus dans l'offre
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1. Définitions. Grandeurs caractéristiques
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Plan de référence : plan à partir duquel sont mesurées les différentes hauteurs, qu'elles soient géométrique, manométrique, pratique, d'aspiration, de charge, de refoulement, etc., ainsi que le NPSH.
Dans le cas d'une pompe à axe horizontal (figure 1 a ), le plan de référence est le plan horizontal qui passe par l'axe de rotation. Dans le cas d'une pompe à axe vertical (figure 1 b ), le plan de référence est le plan horizontal passant par le point le plus haut des organes actifs.
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Hauteur géométrique d'aspiration ha (figure 2) : distance verticale qui sépare le niveau du liquide à l'aspiration, du plan de référence.
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Hauteur pratique d'aspiration Ha : hauteur d'aspiration qui, pratiquement, ne dépend que des conditions de l'installation à l'exclusion de la pompe. C'est la somme de la hauteur géométrique d'aspiration h a et des pertes de charge J a au débit Q, dans la conduite d'aspiration :
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Hauteur manométrique d'aspiration Ma : lorsque la pompe est en aspiration, lecture faite sur un manomètre gradué en hauteur de dépression (vacuomètre), corrigée de la distance verticale entre le plan de référence de la pompe et le point de la tuyauterie où est branchée la prise de l'appareil. Cette lecture est la somme de la hauteur géométrique d'aspiration h a , des pertes de charge J a au débit Q dans la conduite d'aspiration et de la hauteur due à la vitesse du liquide
(ou hauteur dynamique), dans la section de tuyauterie où se trouve...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BONNIN (J.) - Écoulement des fluides dans les tuyauteries. - [A 738] (1983).
-
(2) - MARTIN (J.) - Étanchéité en mécanique. - [B 5 420] (2004).
-
(3) - LE NEINDRE (B.) - Viscosité – Gaz à la pression atmosphérique. - [K 480] (2005).
-
(4) - WOLFF (C.), DUPUIS (D.) - Mesure de la viscosité – Principes généraux. - [R 2 350] (2008).
NORMES
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Pompes volumétriques à mouvement alternatif – Prescriptions techniques (indice de classement : E44-362) - NF EN ISO 16330 - 2003
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Pompes pour liquides – Termes généraux pour les pompes et installations – Définitions, grandeurs, symboles et unités (indice de classement : E44-003) - NF EN 12723 - 2000
-
Pompes pour liquides et installations – Termes généraux – Définitions, grandeurs, symboles littéraux et unités. - ISO 17769 : 2008 - 2008
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