Approfondissez vos connaissances sur nos pompes et l’industrie
Dans mon premier blog, nous avons démontré qu’une pompe « n’aspire » pas le liquide, elle s’appuie en fait sur la pression atmosphérique pour pousser le liquide dans l’impulseur. Dans mon deuxième blog, j’ai expliqué comment la pression atmosphérique peut être exprimée en hauteur de charge. Dans ce blog, nous examinerons comment la pression, mesurée en hauteur de charge (pieds), peut satisfaire la pression d’admission requise d’une pompe.
Lorsque l’impulseur de la pompe centrifuge tourne, le liquide qui se trouve à l’intérieur est projeté par les aubes. Lorsque ceci se produit, une pression doit être exercée derrière le liquide qui pénètre dans l’œillard de la roue pour le déplacer vers l’espace libéré par le liquide expulsé de l’impulseur. Cela permet au cycle de se dérouler comme un mouvement continu ininterrompu.
Si la vitesse de rotation de l’impulseur est très faible, la pression nécessaire pour remplacer le liquide expulsé est virtuellement nulle. Cependant, si tel était le cas, la pression de refoulement de la pompe est également extrêmement faible et la pompe est inutile.
À mesure que la vitesse de rotation de l’impulseur augmente pour atteindre sa vitesse utile, la pression nécessaire derrière le liquide qui pénètre dans l’œillard augmente également.
Si à un moment l’impulseur expulse le liquide à un débit qui ne permet pas à la pression exercée en admission d’accélérer le liquide au même débit, une « dépression relative » se produit (j’utilise le terme « dépression relative », car son action est similaire à une dépression, mais j’en expliquerai ultérieurement les caractéristiques). La dépression, comme nous l’appelons pour l’instant, ne présente aucune masse et ne peut donc pas créer une force lors de son passage dans l’aube de l’impulseur. Une absence de force correspond à une pression nulle et une pompe dont la pression de refoulement est nulle ne sert à rien.
Une série de deux photographies illustrent ce concept de « dépression relative ».
Sur la photographie n° 1, une bille placée sur une sonde est lentement déplacée dans un liquide, de droite à gauche. À mesure que la bille se déplace, la pression hydraulique exerce une force sur le liquide derrière la boule en mouvement et comble toute zone vide avant qu’elle ne se crée. Ce mécanisme reproduit le mouvement du liquide dans les aubes d’un impulseur dont le mouvement est lent, le liquide entrant comble immédiatement l’espace laissé par le liquide expulsé par la force centrifuge.
Photographie n° 1 Photographie n° 2
La photographie n° 2 illustre la présence d’un vide laissé derrière la même bille en déplacement rapide, de droite à gauche. De toute évidence, la pression n’est pas suffisante pour remplacer rapidement le liquide derrière la bille. Le vide ainsi créé est similaire au vide laissé dans l’aube d’un impulseur en rotation rapide lorsque la pression d’admission est insuffisante pour combler rapidement l’espace laissé par le liquide expulsé par l’impulseur.
Les fabricants de pompes savent déterminer la pression d’admission nécessaire pour garder la pompe centrifuge en rotation et permettre un débit de liquide constant. Ils calculent et testent chaque impulseur dans sa plage d’utilisation attendue et enregistrent ces informations sous ce qu’on appelle le NPSHR. (Net Positive Suction Head Required/hauteur de charge nette absolue requise)
Les données NPSHR sont des informations essentielles pour les opérateurs de pompes dans de nombreuses applications. Les fabricants fournissent les données NPSHR sous forme de courbes NPSHR. Vous pouvez voir ci-dessous une de ces courbes.
La ligne verte indique la pression minimale, en pieds ou mètres de charge d’eau, nécessaire pour remplir correctement la pompe, quelle que soit la vitesse de l’impulseur ou le débit.
La ligne noire incurvée dont la pente est la plus forte est associée à la vitesse de rotation la plus rapide testée (sur trois). Vous pouvez constater que plus l’impulseur doit tourner vite pour maintenir un débit, plus la valeur NPSHR est élevée. (Au fur et à mesure que la vitesse de l’impulseur augmente, le temps disponible pour combler le vide diminue, de sorte que la pression doit augmenter pour remplir complètement le vide en un temps plus court.)
Il convient également de constater qu’une fois que le débit de milieu de plage est dépassé, la valeur NPSHR croît rapidement pour toute vitesse de rotation. Un débit élevé est le résultat de l’expulsion d’un volume important de liquide de l’impulseur de la pompe dans un laps de temps court. Cela nécessite une pression d’admission élevée pour déplacer ce grand volume dans un laps de temps court.
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Le blog d’aujourd’hui vous a présenté le concept de NPSHR. En termes simples, la valeur NPSHR représente la pression d’admission nécessaire pour que la pompe reste opérationnelle. Dans les prochaines semaines, nous discuterons de son homologue, la pression que l’environnement et le système d’admission peuvent produire pour la pompe. (Hauteur totale de charge nette absolue à l’aspiration disponible ou NPSHA.)
Dans les semaines à venir, nous détaillerons également le terme « dépression relative ». Cherchez des titres qui contiennent les termes cavitation et/ou pression de vapeur saturante. Restez à l’écoute !
Jusqu’à la prochaine fois,
RJ
