Présentation
Auteur(s)
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Bernard de CHARGÈRES : Ingénieur de l’École Spéciale de Mécanique et d’Électricité (ESME-SUDRIA)Société Baudot-Hardoll
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le moyen le plus simple et le plus répandu pour véhiculer des liquides est la pompe centrifuge, qui est aussi le moyen le plus économique. Cependant, il existe au moins trois types d’applications pour lesquelles la pompe centrifuge n’est plus efficace :
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le pompage de produits visqueux ; en effet, à partir d’un certain degré de viscosité qui reste à déterminer par l’utilisateur, l’emploi d’une pompe centrifuge obligerait à recourir à une machine surdimensionnée débitant en dehors de ses caractéristiques optimales, donc avec un très mauvais rendement et, par voie de conséquence, une puissance absorbée très importante ;
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les problèmes de dosages précis instantanés, pour lesquels l’emploi d’une pompe centrifuge obligerait le concepteur de l’installation à utiliser un débitmètre pour asservir la vitesse de la pompe centrifuge, avec le risque d’utiliser la pompe en dehors de ses caractéristiques optimales ;
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le pompage des liquides réputés « susceptibles », c’est-à-dire fragiles, qui s’accommodent mal des remous internes qui existent dans une pompe centrifuge (lait, vin, bière, liquides volatils, etc.).
Ces trois types d’applications imposent l’emploi d’une pompe volumétrique. Le choix de la technologie de conception dépendra essentiellement des caractéristiques du produit véhiculé : viscosité, température, densité, composition chimique, susceptibilité, etc. et du type d’application : transfert, mélange, dosage, débit, pression à l’aspiration et au refoulement, etc.
L’objet de cet article n’est pas de permettre la conception d’une pompe, mais bien de donner à l’ingénieur chargé d’étudier une installation les notions nécessaires au choix du type de pompe le plus approprié.
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Performances et facteurs affectant ces performances2. Classification des pompes
Une pompe volumétrique, dans son principe général, se compose d’un volume hermétiquement clos (corps de pompe ) à l’intérieur duquel se meut un élément mobile rigoureusement ajusté, dont le déplacement engendre soit le vide requis à l’aspiration (pompe à pouvoir d’aspiration), soit l’impulsion nécessaire au refoulement, soit enfin l’un et l’autre, permettant le transfert d’un volume donné de liquide de consistance plus ou moins pâteuse, ou de gaz, depuis l’aspiration vers le refoulement.
Parmi l’ensemble des types de pompes volumétriques pour liquides existant sur le marché, on peut distinguer trois grandes classes correspondant à deux principes de fonctionnement : pompes rotatives ou alternatives, et à un cas particulier : pompes doseuses.
Précisions que l’on ne détaillera dans cet article que les caractéristiques spécifiques à chaque pompe. On retrouve les caractéristiques complètes dans les tableaux 1 et 2.
2.1 Pompes volumétriques rotatives
Ces pompes sont constituées par une pièce mobile animée d’un mouvement de rotation circulaire autour d’un axe, qui tourne dans une enveloppe (le corps) et crée le mouvement du fluide pompé par déplacement d’un volume depuis l’aspiration jusqu’au refoulement.
Les principaux types de pompes sont les suivants : à palettes, engrenages, lobes, vis, etc.
on rappelle la correspondance d’unités pour les pressions :
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1 bar = 0,1 MPa
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1 mCE » 104 Pa = 0,1 bar
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Pompes à palettes libres (figure 3)
Le principe est le suivant : un corps cylindrique dans lequel tourne un tambour excentré par rapport au corps de pompe entraîne des palettes libres (généralement six). Celles-ci sont plaquées contre le corps par la force centrifuge développée par la rotation du tambour ou par des ressorts qui poussent les palettes.
Ces pompes sont caractérisées par des débits de quelques dizaines de m3 / h, des vitesses de rotation de quelques dizaines de tours à 1 500 tr / min et des pressions au refoulement de quelques bars (sauf pour les pompes...
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