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Très souvent en tant qu’ingénieur nous entendons parler de HMT pour une pompe. Que veut dire HMT ? HMT veut dire, Hauteur Manometrique Total. Elle se mesure en mètre de colonne de liquide soit en mLC. Mais à quoi correspond-t-elle ?

Elle correspond simplement à la différence de pression que doit faire la pompe, soit :

HMT = (Pout – Pin)/(ρ * g)

Au dela du simple calcul, plus la HMT est importante, plus la pompe devra être puissante pour réaliser cette différence de pression.

Vous pouvez utiliser la feuille de calcul  pour calculer votre HMT !!(Calcul HMT_0)

 

J.M.

Thursday January 09, 2014 at 16h25 in Pompe dimensionnementPost a comment

Cette article fait suite à celui concernant le "dimensionnement des pompes".

Je mets à disposition une feuille de calcul Excel permettant de calculer la puissance d'une pompe (en kW) en fonction de la différence de pression qu'elle génère, le débit volumique et son efficacité.

Le rendement d'une pompe est souvent considéré équivalent à 70-80%. Ce rendement dépend du type de pompe utilisé mais 70-80% correspond à une bonne approximation.

La feuille de calcul est disponible au lien suivant : Calcul puissance pompe

J.M.

Wednesday November 13, 2013 at 11h52 in Pompe dimensionnementPost a comment

Cette article pour objectif de vous aider à déterminer les principales caractéristiques d’une pompe nécessaire à son dimensionnement.

La plus part des pompes dans le milieu industriels sont des pompes centrifuges. Ces pompes présentent l’avantage de couvrir un bon nombre de cas en termes de débit et pression en plus d’être robuste, compacte et peu chère. Pour connaître plus d’informations à ce sujet, je vous invite à lire ; Pompes rotatives et Pompes rectilignes.

Voici un schéma traditionnel d’implantation d’une pompe dans un circuit process. La pompe aspire le liquide du ballon A à une pression donnée (Pa) pour ensuite la refouler dans le ballon B à une pression Pr. Bien souvent des équipements sont installé au refoulement de la pompe en plus de la vanne de régulation. Ces équipements sont représenté par un cercle où "1" est inscrit.

Schéma pompe

Figure 1 : Représentation d’une implantation de pompe

      1. NPSH

La Net Positive Suction Head available (NPSHa) doit-être suffisament élevée pour éviter de faire fonctionner la pompe avec un liquide qui cavite. Si le NPSHa est insuffisant, la pression à l’aspiration n’est pas assez élevée pour garder le fluide liquide à l’aspiration de la pompe. Le fluide du fait d’une pression insuffisante se transforme en gaz faisant caviter la pompe endommageant celle-ci (dommage sur l’impeller principalement). Un bruit de sifflement est un très bon moyen de se rendre compte du phénomène.

            Calcul du NPSH

                        a. Pompe en Aspiration

Pompe décharge

Figure 2 : Représentation d’une pompe en aspiration

Le NPSH de la figure ci-dessus peut-être calculé de la façon suivante :

NPSH3

Patm

Pression Atmosphérique

Bar

Pvs

Pression de vapeur saturante

Bar

ΔPperte de charge

Perte de charge du système

Bar

Pstatique

Pression statique du système

bar

   
     
     
     

La pression statique se calcule avec la formule suivante :

 P = ρ g h                                     

h         Hauteur du ballon par rapport au sol             (m)

ρ         Masse volumique du fluide             (kg/m3)

 

Traditionnellement le NPSH d’une pompe est exprimé en mètre de liquide. Ainsi le NPSH est de :
NPSH2

ρ

Masse volumique du fluide

(kg/m3)

g

Accélération de la pesanteur

(m/s2)

 
   
     

b. Pompe en décharge

Pompe aspiration

Figure 2 : Représentation d’une pompe en charge

Le calcul du NPSH dans ce cas sera le suivant :

NPSH1

Calcul du NPSHa

Le NPSHa est égale au NPSHr + 1 m. Ce mètre corresponds à une marge de sécurité.

NPSHa

                   3. Etude d'un cas de dimensionnement d'une pompe

Prenons l’exemple d’un ballon rempli d’eau à une température de 90°C et à une pression de 1 bara. L’eau est à son point de bulle. La pompe doit décharger le liquide de ce ballon en haut d’un autre ballon à une pression de 2 bar. La pression de vapeur saturante de l’eau est de 0.7 bara. La masse volumique du fluide est de 965 kg/m3 à 90°C.

La hauteur h1 est de 5 m et la hauteur h3 est de 10 m. La pompe est sur un socle en béton de 0.5 m (h2).

a. Pression d’aspiration absolue

Ballon d’aspiration

1

Bara

Elévation

0.5

Bara

Perte de charge

Vanne

0.5

Bara

 

En ligne

0.1

Bara

TOTAL

0.9

Bara

 

b. Pression absolue de décharge

Ballon de décharge

2

Bara

Elévation Ballon - Elevation pompe

0.9

Bara

Perte de charge

Vanne

0.5

Bara

 

En ligne

0.1

Bara

TOTAL

2.3

Bara

La différence de pression est de 2.3 – 0.9 = 1.4 bara

Cette différence de pression s’exprime le plus souvent en mètres grâce à la formule de l’hydrostatique. La Head est d'environs 15 m. Il est prudent de prendre une petite marge de 10%, soit une hauteur requise de 17 m.

c. Calcul du NPSHa

Ballon d’aspiration

1

Bara

Elévation

0.5

Bara

Perte de charge

Vanne

0.5

Bara

 

En ligne

0.1

Bara

TOTAL

0.9

Bara

NPSHa = 2.1 m

En pratique, on choisit dans un premier temps le NPSHr pour ensuite élever le ballon à une hauteur suffisante pour éviter de faire caviter la pompe. Le choix de la valeur du NPSHr est fonction du liquide à pomper mais aussi des pompes sur le marché.

d. Puissance hydraulique

Ph

débit volumique du fluide

m3/h

Hauteur Head de la pompe

m

 

Ainsi pour un débit de 100 m3/h, la puissance hydraulique est de ((100*17*965*9.81)/ 3 600 000) = 4.5 kW.

e. Puissance du moteur

Pm

η

Efficacité du moteur

%

Pour une efficacité de  moteur de 60%, la puissance du moteur est de (4.5/0.6) = 7.5 kW.

f. Puissance électrique installée

Pe

 

ηm

Rendement électrique du moteur

%

La puissance électrique installée est de (7.5 / 0.8) = 9.4 kW pour un rendement de 80%.

     

       3. Résumé de la méthode

Voici ci-dessous les étapes nécessaires pour dimensionner une pompe.

a. Données à avoir avant de débuter le calcul

1 – Les niveaux des ballons d’aspiration et de refoulement

2 – Le schéma d’implantation de la pompe avec les pertes de charges de chaque équipement et des lignes (voir bilan pression)

               b. Calcul de la pompe

1 – Choisir le NPSHr du circuit d’aspiration

2 – Déterminer la hauteur du ballon d’aspiration à l’aide du NPSHr

3 – Déterminer la pression de refoulement de la pompe

4 – Déterminer la puissance mécanique et électrique de la pompe.

 

Ce type de calcul peut-être réalisé simplement sur une feuille de calcul de type Excel. Notre partenaire Procengi propose à la vente une feuille de calcul de ce type pour un prix modique de 25€.

J.M

Tuesday November 20, 2012 at 10h01 in Pompe dimensionnement4 comment(s)
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