A slurry pump in use at an oil refinery.

Les pompes aspirent-elles?

Angus EwartConversation TechniqueLeave a Comment

Approfondissez vos connaissances sur nos pompes et l’industrie

Je débuterai mon blog par une question: L’aspiration existe-t-elle réellement ?  Prenez un moment pour y penser et poursuivons ensemble.

La majorité des personnes de l’industrie des pompes dira oui, il faut que l’aspiration existe. Si vous posez la question à un enfant de dix ans avec sa bouteille de cola et une paille, il dira : « Bien sûr ! Sinon, comment pourrais-je boire avec une paille ? » Si on invite l’enfant à développer, il expliquera comment il aspire du liquide par la paille avec sa bouche. Cependant, les phénomènes physiques en jeu sont légèrement différents. Si vous comprenez cette différence, vous comprendrez pourquoi les pompes n’aspirent pas réellement les liquides et quelles sont alors toutes les restrictions qui en découlent.

Pour approfondir ce sujet, laissez-moi de vous donner un exemple. La photo ci-dessous illustre une pompe à aspiration horizontale simple pour « aspirer » l’eau d’un étang.  Les forces essentielles en jeu ici sont la force centrifuge et la pression atmosphérique. 

La pression atmosphérique, comme illustrée ci-dessous, est en fait le poids exercé par l’air nous environnant et qui nous pousse vers le bas à la surface de la Terre. Au niveau de la mer, la colonne d’air au-dessus de nous est fait environ 80 km (50 mi) de haut.  Si l’on pouvait isoler une colonne d’air d’un pouce carré, nous constaterions que le poids de l’air dans cette colonne serait d’environ 14,7 lb. Par conséquent, la pression exercée par l’atmosphère sur la surface de la Terre au niveau de la mer est de 14,7 lb/pouce soit 14,7 PSI (1 bar). Voir l’image ci-dessous:

L’autre force à prendre en compte dans notre exemple est la force centrifuge. La force centrifuge est une force apparente qui agit vers l’extérieur d’un corps qui se déplace autour d’un centre et provient de l’inertie du corps. Autrement dit, c’est la force qui vous projetait hors du tourniquet de votre enfance quand les plus grands le faisaient tourner trop vite. Dans une pompe centrifuge, c’est la force qui projette le liquide de l’impulseur et crée une pression dans le carter de décharge. Voir l’image ci-dessous:

Maintenant que nous avons une compréhension de base des deux forces les plus pertinentes dans notre exemple, examinons comment ces deux forces interagissent. En supposant que notre pompe est amorcée (pleine de liquide) lorsque l’impulseur commence à tourner, la force centrifuge projette le liquide hors de l’impulseur jusque dans le carter de la pompe. Lorsque ce liquide quitte l’impulseur, il laisse derrière lui un vide, ou plus précisément, il induit une zone de pression basse. Lorsque le côté d’admission de la pompe est raccordé à un tuyau semi-rigide qui se prolonge sous la surface de l’étang, cette zone de pression basse s’étend par ce tuyau jusque dans l’étang. 

La pression atmosphérique étant supérieure à la pression dans le tuyau, elle pousse le liquide dans le tuyau jusque dans la pompe où le liquide est éjecté, créant ainsi un cycle continu. Ce qu’il faut retenir ici c’est que le liquide est poussé par la pression atmosphérique et non aspiré par la pompe!

Cela nous ramène à ma question initiale : L’aspiration existe-t-elle réellement ? Si la pression atmosphérique pousse le liquide dans la zone à basse pression et que la pompe crée cette dépression, alors la pompe aspire-t-elle vraiment le liquide?

Ma réponse est non. La pression atmosphérique pousse le liquide de sorte, elle est donc directement responsable du déplacement du liquide. Il est important de l’envisager de cette façon pour comprendre pourquoi une pompe ne peut pas « aspirer » l’eau d’un puits lorsque la surface de l’eau se trouve à plus de 10 m en dessous de la pompe. La semaine prochaine, notre discussion sur les puits profonds et les pompes NPSH développera ce sujet, mais, en attendant, j’éviterai de discuter de cola, de pailles et d’aspiration avec un enfant de dix ans.

Jusqu’à la prochaine fois,

RJ

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