Etude de la pompe centrifuge: HMT et NPSH

Hauteur manométrique totale HMT et rendement h de la pompe

• Disposer l'aspiration de la pompe vers le bac, la vanne vers le puits étant fermée.
• Régler le régulateur de débit minimum en manuel, vanne fermée.
• Disposer la ligne 1.
• Régler le régulateur de débit en automatique avec une consigne à 0.
• Démarrer la pompe centrifuge, et relever les valeurs de la pression d'aspiration, de refoulement, et l'intensité.
• Recommencer ces mesures pour toute la gamme de débit, en augmentant la consigne de 500kg.h^-1 à chaque fois.
• Calculer puis tracer les courbes de HMT, de puissance hydraulique de rendement en fonction du débit volumique Qv en m³.h^-1.
• Discuter de l'allure des courbes obtenues.

Rq : le débit maximal de l'installation est ~8000kg.h^-1. Si la mesure de débit est au delà de l'échelle de mesure, celle-ci peut-être modifiée dans les paramètres du régulateur (par le menu accessible par le petit © lorsque l'on pointe sur le régulateur).

NPSH disponible et requis pour la pompe

• Arrêter la pompe.
• Disposer son aspiration vers le puits, la vanne vers le bac étant fermée.
• Régler le régulateur de débit en manuel, vanne fermée.
• Régler le régulateur de débit minimum en automatique avec une consigne à 0.
• Relever les caractéristiques du puits (bouton cyan ) et le NPSH_requis pour la pompe (bouton cyan ).
• Démarrer la pompe centrifuge, et relever les valeurs de la pression d'aspiration et du NPSH disponible (en pointant sur la pompe) pour toute la gamme de débit : par pas de 500kg.h^-1 jusqu'à 3000kg.h^-1, puis par pas de 100kg.h^-1.
• Discuter du phénomène observé au delà de 3000kg.h^-1.

Aspiration de l'eau du puits à 5000kg.h^-1 sans cavitation

• Relever la pression de vapeur du fluide pompé (bouton vert ‘fluide').
• Compte tenu de l'expression du NPSH disponible et du NPSH requis, déterminer les pertes de charge maximales admissibles dans la ligne du puits pour éviter la cavitation.
• Déterminer par le calcul ou l'expérience le diamètre de ligne qui permettrait de pomper l'eau du puits sans cavitation avec un débit de 5000kg.h^-1.

Données:

• Pour le moteur électrique entraînant la pompe centrifuge, tension U=220V, cosΦ=0.6.
• Formules donnant les pertes de charge des lignes : ΔP_f=λ (ρv²/2) (L/D).
• Corrélation de Blasius : λ = 0.316/Re^0.25 pour conduites lisses et 4000<Re<10⁵
• Formule donnant la HMT : HMT=(P_ref-P_asp)/ρg
• Formule donnant la puissance hydraulique : P_hyd=Qv×ρgHMT
• Formule donnant la puissance électrique consommée : P_élec=UI×cosΦ
• Formule donnant le rendement de la pompe : η=P_hyd/P_élec
• Formules donnant le NPSH disponible : NPSH_dispo=(P_puits -ΔP_asp-P^°_vap)/ρg + Z_puits-Z_pmp + v_asp²/2g