Débit et hauteur de refoulement d'une pompe

Débit - Q [m³/heure] - le volume d'eau fourni par la pompe par unité de temps. Le débit de la pompe est déterminé par le point de fonctionnement sur sa courbe caractéristique et, en plus des caractéristiques constructives, il dépend de la vitesse de rotation de la roue et des caractéristiques hydrauliques du réseau.

Le débit optimal de la pompe est atteint à la valeur maximale de l'efficacité. Le débit réel de la pompe peut être déterminé à partir de la courbe hauteur-débit en connaissant la hauteur générée.

Hauteur - H [m] - la différence de pression entre les orifices d'entrée et de sortie de la pompe.

H = Hz + (Pentrée - Psortie)/(ρg) + dh + (C²entrée - C²sortie)/(2g)

où

Hz - hauteur géométrique de levage, m, égale à la différence entre les niveaux de surface du liquide dans le réservoir supérieur et le réservoir inférieur;
(Pentrée - Psortie)/(ρg) - hauteur, m, correspondant à la différence de pression, Pa, dans les réservoirs supérieur et inférieur;
dh - somme des pertes hydrauliques (par frottement et résistances locales) dans les conduites d'aspiration et de refoulement, m;
(C²entrée - C²sortie)/(2g) - hauteur, m, correspondant à la différence d'énergie cinétique du liquide en mouvement, avec la vitesse Centrée en m/s à la sortie de la conduite de refoulement dans le réservoir supérieur et la vitesse Csortie, m/s, à l'entrée de la conduite d'aspiration depuis le réservoir inférieur;
ρ - densité du liquide
g - accélération de la gravité, égale à 9,8 m/s²

Si la pression agissant sur la surface du liquide dans les deux réservoirs est identique, par exemple dans des réservoirs ouverts, et que le liquide dans les deux réservoirs est au repos, l'expression qui définit la hauteur de la pompe peut être simplifiée à :

H = Hz + dh

D'après les expressions ci-dessus, il est évident que la hauteur d'une pompe à eau est déterminée par la hauteur de levage et les pertes de pression dans les conduites. Dans un circuit fermé (par exemple, les systèmes de chauffage), la hauteur de la pompe est déterminée par la somme des pertes de pression dans tous les éléments du circuit et ne dépend pas de la hauteur du système ni de l'emplacement de la pompe dans celui-ci.

Courbe hauteur-débit — représentation graphique de la dépendance de la hauteur de la pompe à son débit dans les coordonnées Q [m³/h] / H [m]. La courbe hauteur-débit est la caractéristique principale utilisée pour la sélection des pompes et est présentée dans les catalogues des fabricants sous forme de graphiques.

Point de fonctionnement de la pompe — le point d'intersection de la courbe hauteur-débit avec la ligne horizontale tracée à partir du point de l'axe des ordonnées correspondant à la hauteur générée. Pour déterminer le débit réel de la pompe à partir du point de fonctionnement, on abaisse une perpendiculaire sur l'axe du débit (abscisse).

Par conséquent, le débit de la pompe est déterminé par la hauteur générée par celle-ci, qui dans le cas des pompes de levage est déterminée par la hauteur de levage et les pertes dans les conduites, tandis que dans le cas des pompes de circulation, il est déterminé par la courbe hydraulique du circuit de circulation. Comme dans un circuit de circulation, les pertes de pression varient proportionnellement au carré de la variation du débit, la courbe hydraulique du réseau dans les coordonnées Q [m³/h] / H [m] a la forme d'une parabole.

Hauteur d'aspiration — Hasp [m] — dans des conditions de prélèvement d'eau depuis un réservoir inférieur où la surface de l'eau est soumise à la pression atmosphérique, la hauteur d'aspiration de la pompe correspond à la différence en mètres entre l'axe de la roue et le niveau du liquide dans le réservoir inférieur, en tenant compte des pertes de pression dans la conduite reliant le réservoir inférieur à la pompe.

Le pompage de l'eau depuis le réservoir inférieur se fait grâce à la différence de pression, et une dépression est créée dans la roue de la pompe tandis que l'eau est soumise à la pression atmosphérique. Comme la pression atmosphérique correspond à une colonne d'eau de 10,3 mètres de hauteur et que la pompe ne peut pas créer un vide absolu dans la roue, la hauteur d'aspiration de la pompe ne peut pas dépasser 8 mètres.

Hauteur de cavitation admissible — NPSH [m de colonne d'eau] — pression minimale dans la branche d'aspiration de la pompe qui garantit un fonctionnement sans cavitation. La valeur de la hauteur de cavitation admissible est déterminée expérimentalement par les fabricants de pompes et est présentée sous forme de graphique en fonction du débit de la pompe.

Puissance utile de la pompe — Nu [W] — correspond à l'énergie transmise au liquide par unité de temps.

Nu = ρ · g · Q · H

Puissance sur l'arbre de la pompe — Nw [W] — puissance mécanique transmise à l'arbre de la pompe. La puissance mécanique est supérieure à la puissance utile de la valeur des pertes hydrauliques et des pertes par frottement dans la roue.

Nw = Nu / η

Rendement de la pompe — η [%] — indicateur de l'efficacité d'une pompe centrifuge, défini comme le rapport entre la puissance utile et la puissance sur l'arbre.

Diamètre nominal — DN — désignation numérique du diamètre intérieur des orifices de raccordement de la pompe, commune à tous les éléments de tuyauterie. Le diamètre nominal de la pompe n'a pas de dimension, mais sa valeur correspond approximativement au diamètre intérieur de la conduite raccordée.

La série de diamètres nominaux DN des éléments de tuyauterie est régie par la norme GOST 28338-89 «Dimensions nominales (DN)». Une désignation alternative du diamètre nominal, courante dans les pays de l'ex-Union soviétique, est le diamètre conditionnel.

Pression nominale — PN [bar] — la pression excédentaire maximale de l'eau à une température de 20°C, sous laquelle le fonctionnement continu de la pompe est autorisé.

Une désignation alternative de la pression nominale, courante dans les pays de l'ex-Union soviétique, est la pression conditionnelle. La série des pressions nominales PN (Ru) des éléments de tuyauterie est régie par la norme GOST 26349-84 «Pressions nominales (PN)».