Pompe à piston DIY pour l'eau. Types de pompes à liquide à piston et caractéristiques de leur conception

La figure montre la conception de base de la pompe action simple entraîné par des machines qui effectuent un mouvement de rotation, comme un moteur électrique.

La pompe à piston est constituée d'une chambre de travail 1, à l'intérieur de laquelle se trouvent des vannes d'aspiration B(k) et de refoulement H(k) ; cylindre -5, piston-3, effectuant des mouvements alternatifs à l'intérieur du cylindre ; 2 tuyaux d'aspiration et 6 tuyaux de refoulement. Pour convertir le mouvement de rotation de la manivelle 9 en mouvement alternatif du piston, une tige 4, un curseur 7 et une bielle 8 sont utilisés.

En fonction de leur objectif, de leurs conditions de fonctionnement et de leurs caractéristiques de conception, les pompes à piston sont classées comme suit : Par type d'action Par méthode d'actionnement Par conception du corps de travail Par objectif

Pompes à piston par type d'action

1) pompes action simple;

2) pompes double effet.

Les pompes à double effet ont des chambres de travail 1 et 2 des deux côtés du cylindre, chacune d'elles a des soupapes de refoulement 3 et 4 et des soupapes d'aspiration 5 et 6. Ainsi, tant lorsque le piston 10, entraîné par la tige 12, se déplace vers la gauche que vers la droite dans le cylindre 11, l'aspiration et le refoulement se produisent simultanément. Par exemple, lorsque le piston se déplace vers la droite, dans la chambre 1, la vanne d'aspiration 5 est ouverte et le liquide est aspiré, et dans la chambre 2, la vanne de refoulement 4 est ouverte, le liquide est acheminé vers la canalisation sous pression. Ainsi, lors d'une course utile du piston (mouvement à droite et à gauche), on pompe presque le double du volume de liquide par rapport aux pompes simple effet 7 à l'aspiration et 8 au refoulement, reliées par le tube 9. , servent à réduire la pulsation du liquide pompé ;

3)construit pompes. Ils sont constitués de trois cylindres à simple effet dont les pistons sont montés sur un vilebrequin commun, les manivelles étant situées à un angle de 120° l'une par rapport à l'autre. Ainsi, pour chaque troisième tour de l'arbre, une partie de l'eau est aspirée et libérée, obtenant ainsi un fonctionnement plus uniforme ;

4) double pompes à double effet.

La pompe se compose de deux pompes à double effet avec des raccords communs d'aspiration et de refoulement ;

5) différentiel pompes.

Dans une pompe différentielle, le liquide est fourni plus uniformément, en deux étapes ; Pendant la course du piston 2 vers la gauche, une partie du liquide pénètre dans la cavité droite du cylindre 1, et pendant la course du piston vers la droite, il est amené à la canalisation avec seulement deux vannes 4 - aspiration et 5 - refoulement , au lieu de quatre. Sur la fig. représenté : 8 - chapeau d'air d'aspiration, 6 - chapeau d'air de refoulement, 7 - tuyau de refoulement, 8 - tige. Les dimensions d'une pompe différentielle sont presque les mêmes que celles d'une pompe simple. La tige 8 de la pompe différentielle est réalisée avec une surface de section égale à la moitié de la surface du piston ; puis des volumes égaux sont fournis pour chaque mouvement.

Pompes à piston selon le mode d'actionnement :

1) entraînement, propulsé par un moteur situé séparément et relié à la pompe par un mécanisme à manivelle ou une autre transmission ;

2) vapeur - action directe ; leurs pistons de pompe 1 et 3 et de cylindre à vapeur 2 ont une tige commune 4

3) manuel, actionné manuellement. Ces pompes de type BKF sont largement utilisées.

Selon la conception du corps de travail :

1) les moteurs à pistons eux-mêmes, dans lesquels un piston à disque se déplace dans un cylindre alésé. Des joints toriques ou des manchettes sont utilisés pour sceller le piston ;

2) ceux à piston (roche), dans lesquels le corps de travail est un piston en forme de verre creux, qui se déplace dans le presse-étoupe sans toucher les parois intérieures du cylindre. Ces pompes sont plus faciles à utiliser car elles n'ont pas de segments de piston, de manchettes, etc. remplaçables ; sur la fig. un schéma d'une telle pompe est donné, où 1 est un rouleau à pâtisserie ; 2 - cylindre; 3 - joint d'huile ; 4 - chapeau d'air de refoulement ; 5 - chambre à air d'aspiration ; V(k) et N(k) - vannes d'aspiration et de refoulement ;

3) diaphragme, dans lequel le corps de travail est un diaphragme flexible en tissu caoutchouté ou en cuir ;

4) pompes en eau profonde avec piston à débit traversant.

Par objectif :

1) eau ;

2) égouts;

3) acide et alcalin ;

4) huile, etc.

Pompes à jet d'eau

Le principe de fonctionnement d'une pompe à jet d'eau ou d'un ascenseur hydraulique repose sur le transfert d'énergie cinétique du fluide de travail vers le liquide pompé. Le fluide de travail (auxiliaire) possède une réserve d'énergie importante par rapport à la réserve d'énergie du liquide pompé. Le pompage se produit en raison de l'action d'un flux de fluide avec une grande quantité d'énergie sur un autre sans aucun mécanisme intermédiaire. L'installation d'ascenseur hydraulique se compose d'une pompe auxiliaire (d'alimentation) 1, d'une canalisation d'alimentation 2, d'un ascenseur hydraulique 3, d'une canalisation d'aspiration 4, d'une canalisation de pression 5. L'eau sous haute pression passe à travers la buse convergente de l'ascenseur hydraulique 3.

En raison d'une forte augmentation de la vitesse lors du rétrécissement de la buse de l'élévateur hydraulique, la pression p dans la chambre de mélange chute et devient inférieure à la pression atmosphérique. Sous pression atmosphérique, le liquide du réservoir

Pompes à pistons font partie des pompes volumétriques dans lesquelles le mouvement du liquide est effectué en le déplaçant des chambres de travail fixes par des déplaceurs. Chambre de travail La pompe volumétrique est un espace limité qui communique alternativement avec l'entrée et la sortie de la pompe. Déplaceur est appelé le corps de travail de la pompe, qui déplace le liquide des chambres de travail (piston, piston, diaphragme).

Les pompes à piston sont classées selon les indicateurs suivants : 1) par type de plongeurs : piston, piston et membrane ; 2) par la nature du mouvement du maillon menant : mouvement alternatif du maillon menant ; mouvement de rotation du lien d'entraînement (pompes à manivelle et à came) ; 3) par le nombre de cycles de refoulement et d'aspiration en une seule course : simple effet ; double effet. 4) par le nombre de pistons : monopiston ; à deux pistons; multi-pistons.

Riz. 7.3. Pompe à piston simple effet

Pompe simple action . Le schéma d'une pompe à simple effet est présenté sur la Fig. 7.3. Piston 2 relié au mécanisme à manivelle par une tige 3 , à la suite de quoi il effectue un mouvement alternatif dans le cylindre 1 . Lorsque le piston se déplace vers la droite, il crée un vide dans la chambre de travail, provoquant la soupape d'aspiration 6 le liquide monte également du réservoir d'alimentation 4 à travers la conduite d'aspiration 5 entre chambre de travail 7 . Lorsque le piston se déplace en sens inverse (vers la gauche), la soupape d'aspiration se ferme et la soupape de refoulement 8 s'ouvre et le liquide est forcé dans le tuyau de pression 9 .

Puisque chaque tour du moteur correspond à deux courses de piston, dont une seule correspond au refoulement, la productivité théorique par seconde sera de

Où F- surface du piston, m² ; je- course du piston, m ; n- régime moteur, régime.

Pour augmenter les performances des pompes à piston, elles sont souvent réalisées en double, triple, etc. Les pistons de ces pompes sont entraînés par un seul vilebrequin à manivelles décalées.

Performances réelles de la pompe Q moins que théorique, car des fuites se produisent en raison d'une fermeture intempestive des vannes, de fuites des vannes et des joints de piston et de tige, ainsi que d'un remplissage incomplet de la chambre de travail.

Rapport d'alimentation valide Qà la théorie Q T appelé efficacité volumétrique pompe à piston:

L'efficacité volumétrique est le principal indicateur économique caractérisant le fonctionnement de la pompe.

Riz. 7.4. Pompe à piston double effet

Pompe double effet . Un approvisionnement en liquide plus uniforme et accru, par rapport à une pompe à simple effet, peut être obtenu avec une pompe à double effet (Fig. 7.4), dans laquelle chaque course de piston correspond à des processus d'aspiration et de refoulement simultanés. Ces pompes sont réalisées horizontalement et verticalement, cette dernière étant la plus compacte. La capacité théorique d'une pompe double effet sera

Où f- surface de tige, m2.

Riz. 7.5. Schéma d'une pompe à piston avec un piston différentiel

Pompe différentielle . Dans une pompe différentielle (Fig. 7.5), le piston 4 se déplace dans un cylindre usiné en douceur 5 . Le piston est scellé par un joint d'huile 3 (option je) ou petit espace (option II) avec la paroi du cylindre. La pompe possède deux vannes : aspiration 7 et injection 6 , et aussi caméra auxiliaire 1 . L'aspiration se produit lors d'un seul coup du piston et le refoulement lors des deux coups. Ainsi, lorsque le piston se déplace vers la gauche depuis la chambre auxiliaire vers la canalisation de refoulement 2 un volume de liquide est déplacé égal à (F-f)l; Lorsque le piston se déplace vers la droite, un volume de liquide égal à f je. Ainsi, lors des deux courses du piston, un volume de liquide égal à

(F - f)l + fl = Fl

ceux. la même quantité que celle fournie par une pompe à simple effet. La seule différence est que cette quantité de liquide est fournie pendant les deux courses du piston, donc l'alimentation se fait plus uniformément.

Les pompes selon GOST 17398, selon le principe de fonctionnement et de conception, sont divisées en deux groupes principaux - dynamiques et volumétriques (tableau).

Les pompes dynamiques comprennent des pompes dans lesquelles le liquide dans la chambre se déplace sous l'effet d'une force et est en connexion constante avec les tuyaux d'entrée et de sortie. Cette action de force est réalisée à l'aide d'une roue qui transmet de l'énergie cinétique au fluide, qui est transformée en énergie de pression. Les pompes dynamiques sont des pompes à palettes, électromagnétiques, à friction et à inertie.

Les pompes volumétriques comprennent des pompes dans lesquelles l'énergie du fluide est transférée selon le principe du déplacement mécanique périodique du fluide par un fluide de travail, ce qui crée une certaine pression de fluide pendant le mouvement. Dans les pompes volumétriques, le liquide reçoit de l'énergie à la suite de changements périodiques dans un volume fermé, qui communique alternativement avec l'entrée et la sortie de la pompe. Les pompes volumétriques comprennent les pompes à piston, à piston, à membrane, rotatives et à engrenages.

Les pompes à palettes sont des pompes dans lesquelles l'énergie est transférée à l'aide d'une roue à pales rotatives (qui leur sert de corps de travail), grâce à l'interaction dynamique des pales de la roue avec le liquide qui les entoure. Les pompes à palettes sont centrifuges, axiales et diagonales.

Les pompes centrifuges sont appelées pompes à palettes avec mouvement de fluide à travers la roue du centre vers la périphérie, pompes axiales à palettes (GOST 9366) avec mouvement de fluide à travers la roue dans la direction de son axe. Les roues des pompes axiales sont constituées de plusieurs cavités de vis en forme de pales d'hélice.

Les pompes à friction et à inertie sont un groupe de pompes dynamiques dans lesquelles l'énergie est transférée à un fluide par les forces de friction et d'inertie. Il s'agit notamment des pompes à vortex, à vis, à labyrinthe, à vis sans fin et à jet. Les pompes à palettes sont également classées selon le coefficient de pression, de puissance et de vitesse.

Par pression(m de hauteur de liquide) on distingue les pompes : basse pression jusqu'à 20 m, moyenne pression de 20 à 60, haute pression au-delà de 60.

Par le pouvoir(kW) les pompes peuvent être des micropompes jusqu'à 0,4, petites jusqu'à 4, petites jusqu'à 100 avec un débit de 0,5 m 3 /s, moyennes jusqu'à 400, grandes au-dessus de 400 avec un débit supérieur à 0,5 m 3 /s, unique au-dessus de 8000 lors d'une alimentation supérieure à 20 m 3 /s.

Coefficient de vitesse

où n est la vitesse de rotation, tr/min ; Q - débit, m 3 /s ; H- tête, m.

Dans cette formule, la pression H pour les pompes multicellulaires s'entend comme la pression développée par une roue (étage). Si la pompe est équipée d'une roue à double entrée, remplacez-la par une valeur Q égale à la moitié du débit. Le coefficient de vitesse représente la caractéristique hydraulique la plus complète pompes centrifuges, permet de classer les pompes non pas selon un paramètre particulier (débit, pression ou vitesse de rotation), mais selon leur combinaison et fournit une base pour comparer différents types de pompes et choisir la pompe la plus adaptée à un fonctionnement dans des conditions données. Pour différents types de pompes à palettes, les valeurs ns tr/min sont données ci-dessous :

Les centrifugeuses sont à basse vitesse 50...80, normales 80...150, à grande vitesse 350...500. Les pompes diagonales ont un coefficient la vitesse est de l'ordre de 350...500, et pour les axes axiaux, de 500...1500.

Le facteur de vitesse ns détermine également la forme de la roue de la pompe. A titre d'exemple, considérons les roues de pompes de différentes vitesses. Une roue à faible vitesse se caractérise par le fait que le diamètre de sortie est beaucoup plus grand que le diamètre d'entrée et que la roue a une largeur relativement petite. Avec l'augmentation de la vitesse, cette différence diminue, la largeur augmente, puis la roue devient diagonale et axiale.

Classification des pompes par conception et objectif.

Lors de la classification des pompes à palettes par conception, les caractéristiques suivantes sont prises en compte : l'emplacement de l'axe de rotation (vertical, horizontal), l'emplacement et la conception des supports (en porte-à-faux, avec supports externes ou internes, etc.), le nombre des roues (un, deux et multi-étages), la mise en place de l'entrée et de la sortie (avec entrée en demi-spirale ou chambre, avec sortie à pales, etc.), la présence d'une régulation, la conception du boîtier (avec un raccord longitudinal, sectionnel, etc.), immersion sous le niveau, type de joint (à joint souple, à garniture mécanique, etc.), conception de la roue (à roue ouverte ou fermée, à palettes, à entrée bidirectionnelle, etc.), capacité d'auto-amorçage, étanchéité, présence d'une liaison structurelle avec le moteur, les systèmes de chauffage ou de refroidissement, vis pré-connectée, destination (pour installation dans un puits, capsule, etc.).

Lorsqu'elles sont classées par fonction, les pompes se distinguent : usage général(tableau) pour le pompage eau propre avec une faible teneur en particules en suspension; pour pomper de la pulpe ou de la terre - dragues, terre et boue ; pour l'alimentation en eau des puits - submersible électrique avec un moteur situé sous le niveau de l'eau et profond, dans lequel le moteur est installé au-dessus du puits, et la pompe est située dans le puits sous l'eau (un arbre sectionnel va de la pompe au moteur, maintenu dans des paliers de guidage installés dans des traverses entre des sections de tuyaux de levage d'eau) ; pour pomper de l'essence, du kérosène ou des huiles, des produits chimiques, etc.

Les pompes de type K et KM sont des pompes cantilever à un étage avec une entrée de liquide dans la roue d'un côté. Ils ont les caractéristiques suivantes: pression 8,8...9,8 m, hauteur d'aspiration jusqu'à 8 m et débit 4,5...360 m/h.

Selon la taille, chaque pompe a sa propre marque, qui indique le diamètre du tuyau d'admission, le coefficient de vitesse et le type de pompe. Donc numéro 8 pompe en porte-à-faux la marque 8K-18 signifie le diamètre du tuyau d'entrée (mm), réduit de 25 fois, le type de pompe en porte-à-faux est désigné par la lettre K et le chiffre 18 signifie le facteur de vitesse de la pompe réduit de 10 fois.

Les pompes de type ND sont des pompes horizontales à roue unique avec une alimentation en liquide bidirectionnelle vers la roue. Il existe trois types de telles pompes : NDn (basse pression), NDs (moyenne pression) et NDv (haute pression). Chacune des trois variétés possède plusieurs tailles. Le diamètre du tuyau de pression (mm), réduit (arrondi) de 25 fois, est indiqué par un chiffre devant les lettres de la marque de la pompe. La hauteur d'aspiration de ces pompes ne dépasse pas 7 m.

Les pompes de type NDn ont un débit de 1350...5000 m3/h et une hauteur de chute de 10 à 32 m ;

pompes type NDs - débit 216...6500 m3/h et hauteur 18...90 m,

Les pompes de type NDv débitent de 90 à 720 m3/h et une pression de 22...104 m.

Les pompes des types NMK, TsNS, TsNNM, TsK sont des pompes horizontales à plusieurs étages, où le liquide est fourni des deux côtés jusqu'à la première roue. Ces pompes ont plusieurs variétés avec un nombre de roues de 2 à 11. Elles ont une hauteur de chute allant jusqu'à 2000 m et un débit de 3600 m3/h.

Le groupe de pompes centrifuges horizontales comprend des pompes à roue unique de type D avec un débit de 380...12 500 m3/h et une hauteur de chute de 12...137 m, des pompes à quatre étages de type M avec un débit de 700. ..1200 m3/h et une hauteur de chute de 240... 350 m pompes à trois et cinq étages de type MD avec un débit de 90...320 m/h et une hauteur de chute de 138...725 m quatre et pompes sectionnelles à six étages de type NGM avec un débit de 54...90 m/h et une hauteur de chute de 102... .210 m.

Considérons les pompes centrifuges et axiales verticales pour pomper de l'eau et des liquides propres.

Pompes de type NDsV - elles sont produites en deux tailles standards : 207 DV et 24 NDv. Il s'agit de pompes moyenne pression verticales à un étage avec entrée de liquide bidirectionnelle dans la roue. Le débit est de 2700...6500 m3/h, la pression est de 40...79 m.

Les pompes de type B sont les plus grandes pompes, verticales à un étage avec entrée de liquide unidirectionnelle dans la roue. Ils sont produits avec un débit de 3000 à 6500 m3/h, une hauteur de chute de 18...72 m en plusieurs dimensions standards.

Pompes axiales. Les pompes à palettes dans lesquelles le fluide se déplace à travers la roue parallèlement à son axe sont appelées pompes axiales.

De telles pompes sont conçues pour fournir de grandes quantités de liquide à des pressions relativement basses. Dans les pompes axiales, le flux de fluide sortant des canaux de la roue a une structure vortex avec une torsion, et lorsqu'il pénètre dans les canaux fixes de l'appareil de redressage, il se déroule, se déplaçant progressivement dans la direction axiale.

Avantages des pompes axiales : simplicité et conception compacte. Une conception compacte est cruciale pour les débits importants et, par conséquent, pour les canalisations de grands diamètres. Les pompes axiales peuvent être installées sur une conduite verticale, horizontale ou inclinée.

Dans les pompes axiales, le liquide, se déplaçant en translation, reçoit simultanément le mouvement de rotation créé par la roue. Pour éliminer la rotation mouvement fluide sert de dispositif de guidage à travers lequel le liquide s'écoule avant de sortir dans la canalisation sous pression.

Pompes diagonales. La conception des pompes diagonales est similaire à celle des pompes axiales ; leur principale différence réside dans la forme de la roue. Le milieu liquide se déplace dans la roue selon un angle par rapport à l'axe de la pompe (en diagonale), ce qui détermine le nom de ces pompes.

Une pompe diagonale de type à palettes avec une roue d'un diamètre de 2 m (Fig.) est conçue pour une hauteur de 30 m. Les pales des roues peuvent être montées rigidement et peuvent être rotatives, c'est-à-dire que leur installation est réglable.

Les pompes à anneau liquide appartiennent au groupe des pompes auto-amorçantes ou à vide.

Leur conception est telle qu’ils peuvent aspirer aussi bien de l’air que de l’eau. Le gros inconvénient des pompes centrifuges de conception conventionnelle est leur incapacité à absorber indépendamment le liquide, puisque l'air initialement situé dans le tuyau d'aspiration, en raison de sa faible masse, ne peut pas être pompé pour créer un vide suffisamment profond pour assurer la montée du liquide jusqu'à ce que il remplit la roue de la pompe. Les pompes à anneau liquide peuvent créer un vide important dans l'air et donc soulever le liquide à travers le tuyau d'aspiration jusqu'à une hauteur suffisamment élevée, c'est-à-dire qu'elles peuvent aspirer elles-mêmes le liquide sans amorcer au préalable la pompe. Ce phénomène est appelé auto-aspiration.

Les pompes à anneau liquide sont utilisées comme unités indépendantes pour pomper des gaz ou des liquides, mais le plus souvent comme unités auxiliaires pour assurer le remplissage de grandes pompes centrifuges, ainsi que pour créer et maintenir le vide dans divers récipients et appareils.

La pression d'une pompe vortex est 4...6 fois supérieure à celle d'une pompe centrifuge, avec les mêmes dimensions et vitesse de rotation. Les pompes Vortex sont produites en versions à un ou deux étages. De plus, les pompes vortex ont une capacité d'auto-amorçage, ce qui leur permet d'être utilisées comme pompes à vide lors de l'amorçage de grandes pompes centrifuges. Les pompes Vortex ont un rendement relativement faible (25...55 %). Ils produisent des pompes combinées dans lesquelles les roues vortex et centrifuges sont placées dans un seul boîtier.

Une comparaison des données techniques des pompes vortex et centrifuges-vortex montre qu'avec les mêmes débits, les pompes vortex et centrifuges-vortex fonctionnent à des pressions plus élevées, mais avec des rendements relativement faibles.

Ponts aériens ( remontées d'eau d'émulsion). Les ponts aériens sont utilisés dans les égouts pour évacuer les eaux usées domestiques et industrielles.

En règle générale, un pont aérien est un tuyau de levage conçu pour soulever un mélange d'eau et d'air. Le tuyau est descendu dans un puits auquel il est alimenté par un autre tuyau. air comprimé. Les deux tuyaux sont insérés dans le tubage du puits et abaissés jusqu'au niveau de l'eau.

Le principe de fonctionnement du pont aérien est le suivant. Lorsqu'il est immergé dans l'eau, le tuyau montant se remplit d'eau. L'air et l'eau introduits dans le tuyau forment un mélange eau-air qui a une densité inférieure à celle de l'eau et s'élève donc à un niveau plus élevé. De cette manière, l’eau est transportée du puits vers le réservoir eau-air. Ici, l'eau est débarrassée de l'air et s'écoule par gravité vers le consommateur.

Dans le cas d'une utilisation temporaire d'installations de levage par air (par exemple, lors de travaux de construction lors d'un épuisement des eaux ou lors d'enquêtes lors de tests de pompage), il est possible de se passer de conduites de levage d'eau. Dans ce cas, l'air amené par le tuyau de relevage d'eau 4 est rejeté directement dans le tuyau de tubage, où il se mélange à l'eau. L’émulsion eau-air qui en résulte s’écoulera directement à travers le boîtier.

Avantages des ponts aériens : absence de pièces frottantes et bloquantes dans le puits, possibilité de laisser passer l'eau contaminée et d'utiliser des puits courbes, simplicité de conception, etc.

Les principaux inconvénients : faible rendement de l'installation d'airlift (10... 15 %), nécessité d'une seconde montée d'eau du bac de collecte jusqu'au consommateur à l'aide d'une pompe centrifuge ou autre, et nécessité d'un débit important (au moins 50 % de la hauteur totale) immersion de la buse de transport aérien sous l'horizon d'eau dynamique (DHA) formé lors de l'opération de transport aérien.

Question n°36. Pression dynamique de la pompe.

La pression dynamique d'une pompe est l'incrément de l'énergie cinétique d'une unité de masse de liquide dans la pompe.

Il s’agit de la partie de la hauteur totale liée à la vitesse du fluide. La hauteur dynamique Hd est déterminée par la formule suivante : Hd = v/2g où : V est la vitesse du fluide mesurée à l'entrée (en m/s) ; g – accélération de chute libre (en m/s ?). Si les tuyaux d'entrée et de sortie ont des diamètres différents, la pression dynamique est la différence des pressions dynamiques à l'aspiration et à la sortie. Si les tuyaux d'entrée et de sortie ont le même diamètre, il n'y a pas de pression dynamique.

Question n° 37. Performance, puissance et efficacité d'une pompe dynamique.

La productivité (Q) est généralement exprimée en mètres cubes x par heure (m 3 / heure). Étant donné que les fluides sont totalement incompressibles, il existe une relation directe entre les performances, ou débit, la taille du tuyau et la vitesse du fluide. Cette relation a la forme : Où ID est le diamètre interne du pipeline, pouce V est la vitesse du fluide, m/sec Q est la productivité, (m 3 /heure)

Riz. 1. Hauteur d'aspiration - montre les hauteurs géométriques du système de pompage, où la pompe est située au-dessus du réservoir d'aspiration (hauteur statique)

Puissance et efficacité Le travail effectué par une pompe est fonction de la hauteur totale et du poids du fluide pompé sur une période de temps donnée. En règle générale, les formules utilisent le paramètre de performance de la pompe (m 3 / heure) et la densité du liquide au lieu du poids. La puissance consommée par la pompe (bhp) est la puissance réelle sur l'arbre de la pompe qui lui est transmise par le moteur électrique. La puissance de sortie de la pompe ou hydraulique (whp) est la puissance fournie par la pompe au milieu liquide. Ces deux définitions sont exprimées par les formules suivantes. La puissance d'entrée de la pompe (puissance absorbée) est supérieure à la puissance de sortie de la pompe ou à la puissance hydraulique en raison des pertes mécaniques et hydrauliques se produisant dans la pompe. Par conséquent, l’efficacité de la pompe (Pump Efficiency) est définie comme le rapport de ces deux valeurs. Vitesse et type de pompe La vitesse est un facteur de calcul utilisé pour classer les roues de pompe par type et par taille. Elle est définie comme la vitesse de rotation d'une roue géométriquement similaire délivrant 0,075 m 3 /s de fluide à 1 m de hauteur (unités américaines de 1 gpm à 1 pied de hauteur). Cependant, cette définition n'est utilisée que dans la conception technique. et la vitesse doit être comprise comme un coefficient permettant de calculer certaines caractéristiques de la pompe. Pour déterminer le coefficient de vitesse, la formule suivante est utilisée : Où N – Vitesse de la pompe (en tours par minute) Q – Capacité (m 3 /min) au point d'efficacité maximale. H – Pression au point d’efficacité maximale. La vitesse détermine la géométrie ou la classe de la roue, comme le montre la Fig. 3
Riz. 3 Forme et vitesse de la roue À mesure que la vitesse augmente, le rapport entre le diamètre extérieur de la roue D2 et le diamètre d'entrée D1 diminue. Ce rapport est de 1,0 pour une roue à flux axial. Les turbines à pales radiales (faible Ns) génèrent une pression due à la force centrifuge. Les pompes avec un Ns plus élevé génèrent une pression en partie en utilisant la même force centrifuge et en partie en utilisant des forces axiales. Plus le coefficient de vitesse est élevé, plus la part des forces axiales dans la création de pression est importante. Les pompes à débit axial ou à hélice avec un facteur de vitesse de 10 000 (en unités américaines) et plus génèrent une pression uniquement en raison des forces axiales. Les turbines à flux radial sont généralement utilisées lorsque des hauteurs de chute élevées et de faibles débits sont nécessaires, tandis que les turbines à flux axial sont utilisées pour les applications à volume élevé et de faible capacité. Tête positive positive (NPSH), pression d'entrée et cavitation L'Institut Hydraulique définit le paramètre NPSH comme la différence entre la pression absolue du fluide à l'entrée de la roue et la pression vapeurs saturées. En d’autres termes, c’est un excès énergie interne liquide à l’entrée de la turbine à sa pression de vapeur saturée. Ce rapport vous permet de déterminer si le liquide dans la pompe bout au point de pression minimale. La pression qu'un liquide exerce sur les surfaces qui l'entourent dépend de la température. Cette pression est appelée pression de vapeur et constitue une caractéristique unique de tout liquide qui augmente avec la température. Lorsque la pression de vapeur d’un liquide atteint la pression ambiante, le liquide commence à s’évaporer ou à bouillir. La température à laquelle cette évaporation se produit diminuera à mesure que la pression ambiante diminuera. Lorsqu’un liquide s’évapore, son volume augmente considérablement. Un mètre cube d'eau à température ambiante se transforme en 1 700 mètres cubes de vapeur (évaporation) à la même température. De ce qui précède, il est clair que si nous voulons pomper un liquide efficacement, nous devons le maintenir à l’état liquide. Ainsi, NPSH est défini comme la valeur de la hauteur d'aspiration réelle de la pompe à laquelle l'évaporation du liquide pompé ne se produira pas au point de pression de liquide minimale possible dans la pompe. Valeur NPSH requise (NPSHR) - Dépend de la conception de la pompe. À mesure que le fluide passe par l’orifice d’aspiration de la pompe et pénètre dans l’aube directrice de la turbine, la vitesse du fluide augmente et la pression chute. Des pertes de pression se produisent également en raison de turbulences et d'un écoulement irrégulier du fluide, car le liquide frappe la roue. La force centrifuge des pales de la turbine augmente également la vitesse et réduit la pression du fluide. NPSHR est la pression de refoulement requise à l'orifice d'aspiration de la pompe pour compenser toutes les pertes de charge dans la pompe, maintenir le liquide au-dessus du niveau de pression de vapeur et limiter les pertes de charge résultant de la cavitation à 3 %. Une marge de chute de tête de trois pour cent est un critère NPSHR généralement accepté et adopté pour faciliter les calculs. La plupart des pompes à faible aspiration peuvent fonctionner à un NPSHR faible ou minimal sans affecter sérieusement leur durée de vie. NPSHR dépend de la vitesse et des performances des pompes. Les fabricants de pompes fournissent généralement des informations NPSHR. Le NPSH admissible (NPSHA) est une caractéristique du système dans lequel la pompe fonctionne. C'est la différence entre la pression atmosphérique, la hauteur d'aspiration de la pompe et la pression de vapeur saturée. La figure montre 4 types de systèmes, pour chacun il existe des formules pour calculer le système NPSHA. Il est également très important de prendre en compte la densité du liquide et de ramener toutes les quantités à une unité de mesure.
Riz. 4 Calcul de la colonne de liquide au-dessus du tuyau d'aspiration de la pompe pour des conditions d'aspiration typiques Pv - pression atmosphérique, en mètres ; Vр - Pression des vapeurs saturées d'un liquide à la température maximale de fonctionnement du liquide ; P - Pression à la surface du liquide dans un récipient fermé, en mètres ; Ls- Hauteur maximale aspiration, en mètres ; Lн - Hauteur maximale du support, en mètres ; Hf - Perte de friction dans la canalisation d'aspiration aux performances de pompe requises, en mètres. Dans un système réel, le NPSHA est déterminé à l'aide d'un manomètre monté du côté aspiration de la pompe. La formule suivante est utilisée : Où Gr - Lectures du manomètre d'aspiration de la pompe, exprimées en mètres, prises avec un plus (+) si la pression est supérieure à la pression atmosphérique et avec un moins (-) si elle est inférieure, ajustées pour l'axe de la pompe ; hv = Pression dynamique dans la conduite d'aspiration, exprimée en mètres. La cavitation est un terme utilisé pour décrire le phénomène qui se produit dans une pompe lorsque le NPSHA est insuffisant. Dans ce cas, la pression du liquide est inférieure à la pression de vapeur saturée et les plus petites bulles de vapeur du liquide se déplacent le long des aubes de la turbine ; dans la zone à haute pression, les bulles s'effondrent rapidement. La destruction ou « explosion » est si rapide qu’elle peut être entendue comme un grondement, comme si du gravier avait été versé dans une pompe. Dans les pompes à forte aspiration, les explosions de bulles sont si fortes que les aubes de la turbine sont détruites en quelques minutes seulement. Cet effet peut s'accentuer et, dans certaines conditions (capacité d'aspiration très élevée), conduire à une érosion importante de la roue. La cavitation apparue dans la pompe est très facile à reconnaître grâce à son bruit caractéristique. En plus d'endommager la roue, la cavitation peut entraîner une diminution des performances de la pompe en raison de l'évaporation du liquide se produisant dans la pompe. Lorsque la cavitation se produit, la hauteur de la pompe peut diminuer et/ou devenir instable, et la consommation d'énergie de la pompe peut également devenir instable. Des vibrations et des dommages mécaniques tels que des dommages aux roulements peuvent également résulter du fonctionnement d'une pompe avec une capacité d'aspiration élevée ou très élevée en raison de la cavitation. Pour éviter l'effet indésirable de la cavitation pour les pompes standard à faible aspiration, il est nécessaire de s'assurer que le NPSHA du système est supérieur au NPSHR de la pompe. Les pompes à forte aspiration nécessitent une réserve pour NPSHR. La norme de l'Hydraulic Institute (ANSI/HI 9.6.1) suggère une augmentation du NPSHR de 1,2 à 2,5 fois pour les pompes à aspiration élevée et très élevée lorsqu'elles fonctionnent dans la plage de performances acceptable.

Question n° 38. Équation de base pour le fonctionnement des pompes centrifuges.

L'équation de base d'une pompe centrifuge est pour la première fois vue générale a été obtenue en 1754 par L. Euler et porte son nom.

Compte tenu du mouvement du liquide à l'intérieur de la roue, nous ferons les hypothèses suivantes : la pompe pompe le liquide idéal sous forme de jets, c'est-à-dire qu'il n'y a aucun type de perte d'énergie dans la pompe. Le nombre d'aubes de pompe identiques est infiniment grand (z = µ), leur épaisseur est nulle (d = 0), et la vitesse angulaire de rotation de la roue est constante (w = const.).

Le liquide est fourni axialement à la roue d'une pompe centrifuge à une vitesse Vo, c'est-à-dire dans la direction de l'axe de l'arbre. Ensuite la direction des jets de liquide passe d'axiale à radiale, perpendiculairement à l'axe de l'arbre, et la vitesse due à la force centrifuge augmente de la valeur V1 dans l'espace entre les aubes de la roue jusqu'à la valeur V2 à la sortie de la roue. .

Dans l'espace inter-aubes de la roue, lorsque le fluide se déplace, on distingue les vitesses d'écoulement absolues et relatives. Vitesse relative débit - vitesse par rapport à la roue, et absolu - par rapport au corps de pompe.

Riz. Schéma du mouvement du fluide dans la roue d'une pompe centrifuge

La vitesse absolue est égale à la somme géométrique de la vitesse relative du fluide et de la vitesse périphérique de la roue. La vitesse périphérique du fluide sortant entre les aubes de la roue coïncide avec la vitesse périphérique de la roue en un point donné.

Vitesse du fluide périphérique (m/s) à l'entrée de la roue

Vitesse périphérique du liquide à la sortie de la roue (m/s)

Où vitesse de rotation de la roue n, tr/min ; D1 Et D2 - diamètres interne et externe de la roue, m, w- vitesse angulaire de rotation de la roue rad/s

Lorsque la turbine bouge, les particules de fluide se déplacent le long des pales. En tournant avec la roue, ils acquièrent une vitesse périphérique et se déplaçant le long des pales - une vitesse relative.

La vitesse absolue v du mouvement du fluide est égale à la somme géométrique de ses composantes : la vitesse relative w et quartier toi, c'est-à-dire v = w+ Et.

La relation entre les vitesses des particules liquides est exprimée par un parallélogramme ou des triangles de vitesses, ce qui permet de donner une idée des composantes radiales et circonférentielles de la vitesse absolue.

Composant radial

composant circonférentiel

où a est l'angle entre les vitesses absolue et périphérique (à l'entrée de la roue a1 et à la sortie a2).

L'angle b entre les vitesses relative et périphérique caractérise le contour des aubes de la pompe.

On étudie l'évolution de 1 depuis le moment de l'impulsion de la masse du liquide t = rQ, Où r- densité du liquide ; Q- alimentation de la pompe.

En utilisant le théorème de mécanique sur la variation du moment cinétique par rapport au mouvement du liquide dans le canal de la roue, nous dériverons l'équation de base d'une pompe centrifuge, qui nous permettra de déterminer la pression (ou la pression) développée par la pompe. Ce théorème dit : la variation dans le temps du moment cinétique principal d'un système de points matériels par rapport à un certain axe est égale à la somme des moments de toutes les forces agissant sur ce système.

Le moment d'impulsion du fluide par rapport à l'axe de la roue dans la section d'entrée

Moment de mouvement à la sortie de la roue

où r1 et r2 - distances entre l'axe de la roue et les vecteurs de vitesse d'entrée V1 et de sortie V2, respectivement.

D’après la définition du moment du système, on peut écrire :

Puisque d'après la Fig.

Groupes de forces externes - gravité, forces de pression dans les sections de conception (entrée-sortie) et du côté de la roue et forces de frottement du fluide sur les surfaces profilées des aubes de la roue - agissent sur la masse de liquide remplissant les canaux inter-aubes de la turbine.

Le moment de gravité par rapport à l'axe de rotation est toujours égal à zéro, puisque l’effet de levier de ces forces est nul. Pour la même raison, le moment des forces de pression dans les sections de conception est également égal à zéro. Si les forces de frottement sont négligées, alors le moment des forces de frottement est nul. Alors le moment de toutes les forces extérieures par rapport à l'axe de rotation de la roue se réduit au moment MK l'effet dynamique de la roue sur le fluide qui la traverse, c'est-à-dire

Travail MK par vitesse relative est égal au produit du débit et de la pression théorique P.T. créée par la pompe, c'est-à-dire égale à la puissance transmise au fluide par la roue. Ainsi,

Cette équation peut être représentée comme

Diviser les deux parties en Q, nous obtenons

Considérant que la pression N = Р/(p.) et en substituant cette valeur, nous obtenons

Si l’on néglige les forces de frottement, on peut obtenir des dépendances appelées équations de base d'une pompe à palettes. Ces équations reflètent la dépendance de la pression ou de la hauteur théorique sur les principaux paramètres de la roue. Les vitesses de transfert à l'entrée de la pompe axiale et à la sortie de celle-ci sont les mêmes, l'équation prend donc la forme

Dans la plupart des pompes, le liquide pénètre dans la roue presque radialement et, par conséquent, la vitesse V1 » 0. En tenant compte de ce qui précède

La pression théorique et la pression développée par la pompe sont grandes, plus la vitesse périphérique sur la circonférence extérieure de la roue est grande, c'est-à-dire plus son diamètre, sa vitesse de rotation et son angle b2 sont grands, c'est-à-dire plus les pales de la roue sont « raides » .

La pression réelle et la pression développée par la pompe sont inférieures aux conditions théoriques, car les conditions de fonctionnement réelles de la pompe diffèrent des conditions idéales acceptées lors de l'élaboration de l'équation. La pression développée par la pompe diminue principalement du fait qu'avec un nombre fini d'aubes de roue, toutes les particules de fluide ne sont pas déviées uniformément, ce qui entraîne une diminution de la vitesse absolue. De plus, une partie de l'énergie est consacrée à vaincre la résistance hydraulique. L'influence du nombre fini de pales est prise en compte en introduisant un facteur de correction k(caractérisant une diminution de la composante de vitesse circonférentielle V2u), une diminution de pression due aux pertes hydrauliques - en introduisant un rendement hydraulique heure. En tenant compte de ces corrections, la pression totale

et pleine pression

Valeur du coefficient heure dépend de la conception de la pompe, de ses dimensions et de la qualité des surfaces internes de la partie d'écoulement de la roue. Généralement la valeur heure est 0,8...0,95. Signification k avec le nombre de pales de 6 à 10, a2 = 8...14 0 et V2u = 1,5...4 m/s, il varie de 0,75 à 0,9.

Lorsque la roue d'une pompe centrifuge tourne, le liquide situé entre les aubes, grâce à la force centrifuge développée, est projeté à travers la chambre à volute dans la canalisation sous pression. Le liquide qui s'échappe libère l'espace qu'il occupe dans les canaux sur la circonférence intérieure de la roue, de sorte qu'un vide se forme à l'entrée de la roue et qu'une surpression se forme à la périphérie. Sous l'influence de la différence de pression atmosphérique dans le réservoir de réception et hypotension artérielleÀ l'entrée de la roue, le liquide s'écoule à travers l'alimentation en eau d'aspiration dans les canaux inter-aubes de la roue.

Une pompe centrifuge ne peut fonctionner que si sa cavité interne est remplie du liquide pompé au moins au-dessous de l'axe de la pompe, l'unité de pompage est donc équipée d'un dispositif d'amorçage de la pompe.

Question n° 39. Caractéristiques de performance de la pompe centrifuge N-0.

La caractéristique d'une pompe centrifuge, ou caractéristiques externes et de fonctionnement, est la dépendance graphique des principaux indicateurs de la pompe, tels que la pression, la puissance et l'efficacité, sur le débit, et la caractéristique de cavitation est un graphique de la dépendance de la pression, du débit et efficacité sur la surpression d'aspiration N.

Tous les paramètres de la pompe sont interconnectés et modifier l’un d’eux entraîne inévitablement la modification des autres. Si, à vitesse de rotor constante, le débit de la pompe augmente, la pression qu'elle crée diminuera. Lorsque les conditions de fonctionnement changent, l'efficacité de la pompe change également : à certaines valeurs de débit et de pression, l'efficacité de la pompe sera maximale, et dans tous les autres modes de fonctionnement, la pompe fonctionne avec une moins bonne efficacité. Notez que l'efficacité est fortement influencée par le coefficient de vitesse .

Les caractéristiques des pompes centrifuges montrent clairement l'efficacité de leur fonctionnement dans différents modes et vous permettent de sélectionner avec précision la pompe la plus économique pour des conditions de fonctionnement données.

En raison des pertes hydrauliques et de la variabilité du rendement hydraulique, les caractéristiques de fonctionnement de la pompe diffèrent de celles théoriques.

Les pertes de charge dans la roue sont constituées de pertes dues au frottement dans les canaux de la roue, de pertes dues à l'impact lorsque la vitesse à l'entrée de la roue s'écarte de la direction tangentielle dans la pale, etc.

Comme on peut le voir sur la Fig. b, toutes les dépendances sont tracées sur un graphique aux échelles appropriées, et le flux Q la pompe est tracée le long de l'axe des abscisses et la pression H, la hauteur du vide, la puissance et l'efficacité sont tracées le long de l'axe des ordonnées.

Pour déterminer les paramètres de pompe requis à partir des caractéristiques de fonctionnement, procédez comme suit. Selon un débit de pompe donné Qo trouvé sur la courbe Q -N point C, à partir duquel une ligne horizontale est tracée jusqu'à ce qu'elle croise l'échelle N, où se trouve la pression correspondant au débit donné. Pour déterminer la puissance et l'efficacité de la pompe, tracez des lignes droites horizontales à partir des points UN Et DANS et sur des balances N et h et trouver ainsi les valeurs correspondantes Non et ho.

Les performances de la pompe comportent plusieurs points et domaines distincts. Le point de départ de la caractéristique correspond à un débit de pompe nul Q=0, qui est observé lorsque la pompe fonctionne avec une vanne fermée sur la canalisation sous pression. Comme on peut le voir sur la Fig. et, dans ce cas, la pompe centrifuge développe une certaine pression et consomme de l'énergie, qui est dépensée en pertes mécaniques et en chauffage de l'eau dans la pompe.

Le mode de fonctionnement de la pompe correspondant à l'efficacité maximale est appelé optimale. L'objectif principal de la sélection des pompes est d'assurer leur fonctionnement dans des conditions optimales, en tenant compte du fait que la courbe d'efficacité est plate dans la zone du point optimal, cependant, en pratique, elles utilisent la partie active des caractéristiques de la pompe (une zone correspondant à environ 0,9hmax, dans lequel la sélection et le fonctionnement des pompes sont autorisés).

Caractéristiques de la cavitation nécessaire pour évaluer les propriétés de cavitation des pompes et le bon choix hauteur d'aspiration. Pour déterminer les caractéristiques de cavitation de la pompe, celle-ci est soumise à des tests de cavitation sur des supports spéciaux.

Dans certaines limites de variation de la surpression d'aspiration, valeurs Hvs.iz Q, N Et h restent inchangés. A certaines valeurs de Hvs.izb, des bruits et des crépitements apparaissent lors du fonctionnement de la pompe, caractérisant l'apparition d'une cavitation locale. Avec une nouvelle diminution de la valeur Hvs.iz Q, N Et h commence à diminuer progressivement, le bruit de cavitation augmente et finalement la pompe tombe en panne. Déterminer précisément le moment où la cavitation commence à agir Q, N Et h n'est pas possible, par conséquent, la hauteur minimale d'aspiration excessive Hvs.iz min est classiquement prise comme sa valeur à laquelle le débit de la pompe chute de 1% de sa valeur d'origine.

Très souvent, la courbe Nvac est également appliquée aux caractéristiques de performance des pompes - Q, qui donne les valeurs de la hauteur d'aspiration admissible en fonction de fourniture de pompe.

Question n°40. Triangles de vitesse. Recalcul et modélisation des paramètres.

Figure 2.1.

Mouvement fluide dans la turbine

Dans les canaux inter-aubes de la roue, les particules de fluide participent à un mouvement complexe :

 portable - avec la roue ;

 relatif - par rapport aux parois des canaux interscapulaires ;

 absolu - résultant par rapport aux mouvements ci-dessus.

Le vecteur vitesse absolue d'une particule peut être représenté par la somme de la vitesse portable (périphérique) et de la vitesse relative. La vitesse relative de la particule en tout point du profil de la lame lui est tangentielle. La vitesse absolue est décomposée en vitesse circonférentielle V ui La vitesse relative de la particule en tout point du profil de la lame lui est tangentielle. La vitesse absolue est décomposée en vitesse circonférentielle et méridien (consommable) je m

composants déterminés par les formules suivantes et méridien (consommable)= Où

1.2.

L'indice "1" correspond aux paramètres du fluide à l'entrée de la roue, et "2" - à la sortie de celle-ci.

2.1.

La conclusion est basée sur l'équation du moment cinétique pour un mouvement constant du fluide dans des canaux en rotation uniforme, selon laquelle la variation par unité de temps du moment cinétique du fluide L situé dans le canal est égal au moment des forces extérieures agissant sur lui :

Les forces externes agissant sur le liquide dans le canal comprennent les forces avec lesquelles les parois du canal agissent sur le liquide, les forces de pression, les forces de friction et la gravité. L'analyse montre que les forces de pression résultantes sur les génératrices intérieure et extérieure de la roue passent par l'axe de rotation et ne créent pas de couple. En raison de la symétrie de la roue, les forces de gravité sont équilibrées et les forces de frottement agissant sur les surfaces périphériques de rotation sont faibles. Sur la base de ce qui précède, on suppose que le moment est créé uniquement par les forces résultant de l'interaction des parois des canaux de travail avec le liquide qui s'y trouve.

Ce moment de forces extérieures est lié à la puissance hydraulique de la pompe N g et vitesse de rotation angulaire  avec le rapport suivant :

En substituant les valeurs trouvées dans la loi de variation du moment cinétique au fil du temps, nous obtenons l'équation d'Euler :

. (2.1)

L'équation d'Euler relie la hauteur théorique de la pompe aux vitesses du fluide, qui dépendent du débit de la pompe, de la vitesse angulaire de rotation de la roue, ainsi que de ses caractéristiques géométriques.

Le débit à l'entrée de la roue est créé par le dispositif qui la précède (alimentation). Par conséquent, le moment de vitesse (rotation) est déterminé par la conception de l’entrée. Les dispositifs d'alimentation de nombreuses pompes ne font pas tourner le débit et le couple d'entrée est nul. Dans ce cas, la pression théorique est déterminée par l'équation suivante :

où est la vitesse périphérique à la périphérie de la roue.

Considérant que

composants déterminés par les formules suivantes n- vitesse de rotation, tr/min ;

et la projection de la vitesse absolue à la sortie de la roue sur la vitesse périphérique, comme suit du triangle de vitesse (voir Fig. 2.1), est déterminée par l'expression

l'équation de la pression théorique prendra la forme :

Cette équation montre que la pression dépend de la valeur de la composante méridienne de la vitesse absolue en sortie de roue, qui est liée au débit de la pompe par l'équation

composants déterminés par les formules suivantes b 2 - largeur du canal de la roue à la sortie.

Tête théorique avec un nombre fini de pales H t est inférieur, ce qui est pris en compte en introduisant un facteur de correction dans l'équation d'Euler 

A partir de la considération des triangles de vitesse (Fig. 2.1), basée sur le théorème du cosinus, on peut écrire

Compte tenu des dépendances données, l'équation d'Euler peut être transformée sous la forme :

où est la pression créée par l'action des forces centrifuges dans l'écoulement ;

Pression créée en modifiant la vitesse relative dans le canal de la roue ;

La pression créée en modifiant la vitesse absolue dans le canal de la roue.

La grandeur est appelée partie statique de la pression et partie dynamique de la pression.

Afin de réduire les pertes dans la pompe, il est souhaitable que la partie statique de la pression prédomine, du fait de la composante centrifuge.

Question n° 41. Fonctionnement d'une pompe centrifuge sur une canalisation donnée.

La combinaison d'une pompe, de réservoirs de réception et sous pression, de canalisations reliant les éléments ci-dessus, de vannes de contrôle et d'arrêt, ainsi que d'équipements de contrôle et de mesure constitue une unité de pompage. Pour déplacer le liquide à travers les canalisations du réservoir de réception au réservoir sous pression, il est nécessaire de dépenser de l'énergie pour :

 montée du liquide à une hauteur H g, égale à la différence de niveaux dans les réservoirs (cette valeur est appelée pression géométrique unité de pompage);

 surmonter la différence de pression en eux p n et p n;

 surmonter les pertes hydrauliques totales  h n dans les canalisations d'aspiration et de refoulement.

Ainsi, l'énergie nécessaire pour déplacer une unité de poids de liquide du réservoir de réception au réservoir sous pression à travers des canalisations, ou pression d'installation requise déterminé par l'expression :

La caractéristique d'une unité de pompage est la dépendance de la pression requise sur le débit du fluide. Tête géométrique H g, pression p n et p n ne dépendent pas de la consommation. Les pertes hydrauliques sont fonction du débit et dépendent du mode de conduite. En mode laminaire, la caractéristique du pipeline est représentée par une ligne droite ; en cas de mouvement turbulent dans des tuyaux bruts, il y a une perte de pression et la caractéristique a donc la forme d'une parabole.

La figure 2.8 montre un schéma de l'unité de pompage et ses caractéristiques. La pompe fonctionne dans un mode dans lequel la pression requise est égale à la pression de la pompe. Pour déterminer le mode de fonctionnement de la pompe, il est nécessaire de tracer les caractéristiques de la pompe et du groupe de pompage sur le même graphique à la même échelle. Le point d'intersection des caractéristiques est appelé point de fonctionnement.

Question n° 42. Fonctionnement parallèle et séquentiel des pompes centrifuges.

Le fonctionnement parallèle des pompes est appelé alimentation simultanée du liquide pompé par plusieurs pompes vers un collecteur de pression commun. La nécessité de faire fonctionner en parallèle plusieurs pompes identiques ou différentes se pose dans les cas où il est impossible de fournir le débit d'eau requis avec l'alimentation d'une seule pompe. De plus, comme la consommation d'eau dans la ville est inégale selon l'heure de la journée et la saison de l'année, l'approvisionnement station de pompage peut être ajusté en fonction du nombre de pompes fonctionnant simultanément.

Lors de la conception du fonctionnement combiné des pompes centrifuges, il est nécessaire d’avoir une bonne connaissance de leurs caractéristiques ; Les pompes doivent être sélectionnées en tenant compte des caractéristiques du pipeline.

Les pompes centrifuges peuvent fonctionner en parallèle à condition que la pression développée soit égale.

Si l'une des pompes a une pression inférieure aux autres, elle ne peut être connectée pour un fonctionnement en parallèle que dans la plage de fonctionnement recommandée. À mesure que la pression dans le système augmente, cette pompe peut participer au fonctionnement, mais son efficacité diminuera. Lorsque la pression maximale est atteinte, le débit de la pompe sera égal à 0. Une nouvelle augmentation de la pression dans le système entraînera la fermeture du clapet anti-retour et l'arrêt de la pompe. Par conséquent, pour un fonctionnement en parallèle, il convient de sélectionner des pompes du même type avec des pressions et des débits égaux ou légèrement différents.

Divers schémas de fonctionnement de pompes parallèles sont souvent utilisés pour l'approvisionnement en eau et le pompage. eaux usées, où il est conseillé de regrouper l'alimentation de plusieurs pompes ou stations dans un collecteur commun. Le calcul du mode de fonctionnement de tels schémas peut être effectué de manière analytique ou graphique. Dans la pratique de la conception des stations de pompage, la méthode graphique est la plus largement utilisée.

Avec le fonctionnement en parallèle des pompes du réseau, il est possible les options suivantes disposition du système « pompes - réseau » :

le système fait fonctionner plusieurs pompes ayant les mêmes caractéristiques ;

le système fait fonctionner plusieurs pompes avec des caractéristiques différentes ;

les pompes sont connectées à une canalisation commune à proximité les unes des autres, c'est-à-dire que la perte de charge de la pompe au conduit de pression est considérée comme égale pour toutes les pompes installées, ou les pompes sont situées à une distance suffisamment grande les unes des autres, c'est-à-dire que la différence de perte de pression de la pompe avant la connexion à une canalisation sous pression commune doit être prise en compte.

Fonctionnement en parallèle de plusieurs pompes ayant les mêmes caractéristiques. Lors de la construction des caractéristiques de plusieurs pompes fonctionnant en parallèle sur une canalisation à pression commune, les débits de la pompe à pressions égales sont résumés.

Si des pompes avec une caractéristique plate Q - H sont installées à la station de pompage et qu'elles sont situées asymétriquement par rapport à la canalisation sous pression, alors afin de déterminer des points de fonctionnement plus précis pour chaque pompe lors d'un fonctionnement en parallèle, il est nécessaire de construire les caractéristiques données. Q - I, pour lequel les caractéristiques des canalisations d'aspiration et de pression au sein de la station de pompage et soustraire les ordonnées des caractéristiques obtenues des ordonnées des caractéristiques des pompes correspondantes.

Fonctionnement en parallèle de pompes situées dans différentes stations de pompage. Dans les systèmes d'approvisionnement en eau comportant plusieurs sources d'énergie, un système est utilisé pour fournir de l'eau par plusieurs stations de pompage à des collecteurs communs. Dans ce cas, il est nécessaire de calculer un système de pompes fonctionnant en parallèle situées dans différentes stations de pompage.

Des schémas similaires sont souvent utilisés lors du pompage des eaux usées de zones d'égouts individuelles vers la canalisation sous pression d'une autre station de pompage des eaux usées. De tels projets peuvent réduire considérablement la longueur des conduites sous pression et réduire les coûts d’investissement.

Pour calculer le système, il est nécessaire de déterminer les caractéristiques de fonctionnement en parallèle des pompes installées dans chaque station. Ce calcul est effectué de la même manière que pour les pompes fonctionnant en parallèle et installées à proximité les unes des autres. Ensuite, les caractéristiques réduites sont construites pour le point de sortie des conduites d'eau sous pression de la station de pompage.

Le fonctionnement séquentiel des pompes est appelé lorsqu'une pompe (étage I) fournit le liquide pompé au tuyau d'aspiration (parfois dans la canalisation d'aspiration) d'une autre pompe (étage II), et cette dernière l'alimente au conduit d'eau sous pression.

Dans la conception et la construction de stations de pompage, le fonctionnement séquentiel des pompes est utilisé dans les cas où le liquide est fourni par des tuyaux à des vitesses très élevées. longues distances ou à de grandes hauteurs. Dans certains cas, le liquide ne peut être pompé qu'à l'aide de pompes fonctionnant en série. Ainsi, par exemple, dans les stations de pompage qui pompent des boues, au moment du démarrage de la pompe de travail, il est nécessaire de créer une pression supérieure à la pression développée par la pompe, et qui peut être créée en faisant fonctionner deux pompes en série. Un raccordement en série est également utilisé dans les cas où il est nécessaire d'augmenter la pression à un débit constant (ou quasi constant), ce qui ne peut être fait avec une seule pompe.

Considérons le cas d'un fonctionnement séquentiel de deux pompes centrifuges du même type installées l'une à côté de l'autre.

La pression d'une pompe n'est même pas suffisante pour soulever l'eau jusqu'à la hauteur géométrique #g. Lors du raccordement d'une deuxième pompe du même type avec les mêmes caractéristiques, il s'avère que les pompes développent une pression suffisante pour élever l'eau jusqu'à une hauteur #g et vaincre la résistance dans la canalisation à un débit donné.

Le point de fonctionnement des pompes connectées en série est déterminé par le point K, obtenu en croisant la caractéristique totale Q - #1+c avec la caractéristique du pipeline Q -#tr.

Si les pompes sont installées en série dans une station, alors lors de la construction des caractéristiques de la canalisation, il est nécessaire de prendre en compte les pertes dans la section allant du tuyau de refoulement de la pompe / au tuyau d'aspiration de la pompe // et d'apporter une modification à la caractéristique Q - #ts. Il est inacceptable d'ignorer les pertes dans la section de raccordement, car généralement les diamètres des raccords et des canalisations reliant les pompes sont pris égaux au diamètre du tuyau d'aspiration de la pompe //. En raison des vitesses élevées de déplacement du fluide, la perte de pression dans cette zone est relativement importante. Pour la même raison, il est nécessaire de s'efforcer de simplifier au maximum la canalisation de raccordement, en évitant si possible les virages. Il convient de noter que connecter des pompes en série est généralement moins économique que d’utiliser une seule pompe.

Deux pompes connectées en série sont entraînées comme suit. Lorsque les vannes 1 et 2 sont fermées, la pompe / est allumée. Une fois que la pompe / a développé une pression égale à la pression lorsque la vanne est fermée, ouvrez la vanne / et démarrez la pompe //. Lorsque la pompe // développe une pression égale à la pression de 2#o, ouvrir la vanne 2.

Lorsque vous faites fonctionner des pompes en série, faites attention attention particulière sur le choix des pompes, car elles ne peuvent pas toutes être utilisées pour un fonctionnement constant en fonction des conditions de résistance du boîtier. Ces conditions sont précisées dans la fiche technique de la pompe. En règle générale, le raccordement en série des pompes est autorisé en deux étapes maximum.

Les pompes connectées en série peuvent être situées dans une seule salle des machines, ce qui réduit considérablement frais de fonctionnement et des investissements en capital pour la construction du bâtiment de la gare, mais dans ce cas, il est nécessaire d'installer des raccords renforcés et de réaliser des fixations et des butées de tuyaux plus massives. Par conséquent, il est parfois plus conseillé de placer les pompes à distance les unes des autres lors du transport d’eau sur de longues distances.

Le fonctionnement de chaque pompe est caractérisé par un certain nombre de grandeurs interconnectées, telles que : la productivité, la pression, la vitesse, le rendement, la puissance nécessaire.

Les unités de pompage sont souvent des combinaisons de pompes centrifuges avec des moteurs électriques asynchrones triphasés à courant alternatif, qui ne permettent pas de régler leur vitesse.

Un changement de vitesse d'une pompe centrifuge peut avoir lieu, par exemple, lorsqu'elle est entraînée par un moteur à combustion interne ou au moyen d'un entraînement par courroie avec possibilité de modifier le diamètre de la poulie. Moteurs CC permettent de modifier la vitesse, mais ont une utilisation très limitée.

Fonctionnement de la pompe à un certain nombre tours est caractérisé par une courbe QH bien définie, qui exprime graphiquement la relation entre la productivité et la pression développée par la pompe. De plus, comme suit de ce qui précède :

Cette dernière représente l'équation d'une parabole avec un paramètre :

Le fonctionnement de la pompe est également caractérisé par une courbe de rendement dépendant de Q et une courbe de besoin en puissance dépendant de Q. Comme il ressort de ce qui suit, Q et H pour un n donné sont fixés en fonction du fonctionnement du réseau.

La hauteur totale de la pression surmontée se compose d'une partie statique (géométrique) et d'une partie dynamique - la résistance dans les canalisations, qui change en fonction des changements dans la quantité de liquide pompé.

Si l'on construit la hauteur géométrique de la montée H en coordonnées rectangulaires (parallèles à l'axe des abscisses), en chaque point de cette ligne on trace verticalement (Fig. 24) des segments égaux aux pertes dans le pipeline (réseau) lors de l'alimentation du correspondant quantités de liquide, on obtient alors une courbe parabolique caractérisant la canalisation de travail (réseau). La pompe doit fournir la pression nécessaire pour faire passer un certain débit dans le réseau.

En superposant la courbe QH de la pompe et la courbe caractérisant le fonctionnement du réseau, le point B de l'intersection de ces courbes déterminera le débit maximum de cette pompe lors d'un fonctionnement dans une canalisation (réseau) donnée. Une productivité inférieure peut être obtenue en éteignant partiellement la surpression sur la vanne ; ainsi, par exemple, s'il est souhaitable d'obtenir la productivité Q 2, alors la pression requise doit être H 2 ", et la pression développée par la pompe est H 2, donc une partie de la pression égale à H 2 - H 2 " doit s'éteindre lorsque la vanne est partiellement fermée, nécessaire pour réduire Q 1 à Q 2. Si l'on veut obtenir un rendement supérieur à Q 1 par exemple Q 3, il faut développer la pression H 3" avec la pompe, et la pompe à ce rendement développe la pression H 3

Sur la fig. 25 montre un schéma du fonctionnement en parallèle de deux pompes, et la Fig. 26 - caractéristiques du fonctionnement de la pompe lorsque les roues sont connectées en parallèle (double, triple pompe). Le débit total Q est égal à la somme des débits de toutes les roues ; la pression développée par la pompe varie dans les mêmes limites que la pression développée par chaque roue (les abscisses s'additionnent selon les mêmes ordonnées).

Lorsque plusieurs pompes fonctionnent dans la même canalisation (réseau) (fonctionnement en parallèle), la détermination des points de fonctionnement B est particulièrement importante. Considérant que lorsque deux pompes fonctionnent, c'est-à-dire avec le double de la quantité d'eau, et lorsque trois pompes fonctionnent, c'est-à-dire avec le triple de la quantité d'eau, les pertes augmenteront d'environ 4 fois (2 2) dans le premier cas et d'environ 9 fois (3 2) dans la seconde, on reconstruit artificiellement les courbes de perte pour le cas de fonctionnement de deux et trois pompes (Fig. 27), pour lesquelles on réserve des segments de perte de la ligne de pression géométrique pour les capacités correspondantes, 4 fois (avec deux pompes) et 9 fois (avec trois pompes) supérieure à celle avec une pompe.

Un schéma du fonctionnement séquentiel de deux pompes est présenté sur la Fig. 37.

L'idée du fonctionnement séquentiel des pompes centrifuges se reflète dans une certaine mesure dans le type de pompe à plusieurs roues. Sur la fig. La figure 38 montre les caractéristiques des pompes à une, deux et trois roues identiques. Les ordonnées augmentent en fonction du nombre de roues, les abscisses sont les mêmes.

L'idée d'un fonctionnement séquentiel se reflète dans certaines conceptions d'unités développant des pressions très élevées. Pompe multi-chambres d'une capacité de 3000 l/min et d'une hauteur de chute de 728 m, représentée sur la Fig. 39 semble être divisé en deux parties reliées en série, entraînées par un moteur commun ; L'eau sortant du raccord de pression de la première partie de l'unité s'écoule vers le raccord d'aspiration de la deuxième partie et sort du raccord de pression de cette partie de l'unité avec une pression égale à la somme des pressions provoquées par le fonctionnement de la première partie. et des secondes parties de la pompe.

La disposition des pompes entraînées par des moteurs séparés est dite séquentielle lorsque la canalisation de pression venant de la première est reliée au raccord d'aspiration du second ; dans ce cas, les pressions développées par les deux pompes sont additionnées (moins de pertes dans la canalisation les reliant).

Les pompes sont connectées en série si l'on souhaite augmenter la pression de l'eau fournie à une zone particulière (s'il est nécessaire d'avoir des pompes d'égout avec une pression importante, elles conçoivent parfois l'installation de deux pompes situées en série ; le fonctionnement des égouts les pompes deviennent plus compliquées).

Question n° 43. Sélection d'une pompe centrifuge.

Une pompe à liquide à piston est un dispositif permettant de pomper mécaniquement un liquide. Les unités modernes sont ergonomiques et durables et peuvent être installées dans divers systèmes de canalisations. La pompe à liquide à piston fonctionne dans les systèmes industriels et domestiques.

Comment fonctionne et fonctionne une pompe à eau à piston

La conception d'une pompe à piston est simple. La pompe à piston d'eau se compose des éléments suivants :

Cadre. Ce n'est pas seulement un élément de fixation de l'ensemble du système, mais il crée également un vide et protège l'appareil de divers dommages. La plupart des modèles ont un corps en métal ;
Piston. Crée la pression nécessaire pour fournir de l'eau de la source au système de canalisations ;
Soupapes d'admission et d'échappement. Ils assurent l'approvisionnement en eau et en air du système. Les vannes aident également à créer un vide.

La conception peut être complétée par des ressorts, des tiges, des manivelles et d'autres pièces, en fonction des caractéristiques de conception.

Le dessin d'une pompe à piston est assez simple. Le diagramme montre les composants de l'unité.

Pompe à pistons axiaux – principe de fonctionnement :

Des mouvements alternatifs sont effectués, dirigé vers la droite, contribuant à réduire le niveau de pression dans la chambre du plongeur. La soupape d'aspiration s'ouvre et la chambre se remplit d'eau.
Les mouvements sont effectués vers la gauche. Dans le même temps, la pression dans la chambre augmente, la vanne de décharge s'ouvre, permettant au liquide de s'écouler librement dans le pipeline.

Le principe de fonctionnement du système est la présence d'une différence de pression, qui permet à l'unité de fonctionner sans écarts. L'énergie générée est transférée à l'eau, ce qui lui permet de surmonter rapidement l'inertie, la résistance et les hauteurs statistiques du pipeline. Le principe de fonctionnement d'une pompe à piston est directement lié à la forme de l'unité.

Classification des pompes à piston

Selon leur principe de fonctionnement, les pompes sont divisées comme suit :

Des unités de conception simple. Convient pour un usage domestique. La gamme de ces pompes est très large. Il est possible de régler indépendamment l'appareil en cas de dysfonctionnements mineurs. Les modèles les plus simples peuvent être réalisés de vos propres mains. Une unité fabriquée maison à usage domestique est presque identique en termes de paramètres techniques à ses analogues produits industriellement ;

Conception multicylindre. Cela complique un peu le processus de réparation ; certaines connaissances dans ce domaine sont nécessaires. L'outil de travail n'est pas seulement le piston, mais aussi le piston. La gamme de modèles comprend des pompes réglables et non réglables avec un bloc incliné. La spécificité des unités est la capacité d'atteindre un niveau de pression élevé, elles ont également de bonnes caractéristiques techniques ;

Piston rotatif pour pomper un niveau élevé de pression dans tout le système. Cette conception est excellente pour les moteurs hydrauliques, mais est extrêmement rarement utilisée comme station de pompage. La pompe à pistons radiaux et la pompe hydraulique ne sont utilisées que dans des conditions où il est impossible de produire de l'eau avec une pompe conventionnelle.

Types de pompes à piston en fonction de la partie active clé :

Pompe à pistons. Le piston est en forme de disque ;
Pompe à piston. Le piston et le piston sont de forme cylindrique.

Les pompes à eau à piston ont différents types d'entraînement :

Manuel. Le pompage périodique de divers liquides et eau est effectué à l'aide d'une commande manuelle ;
Action directe. Le piston de la pompe et le piston du moteur forment un seul dispositif ;
Conduit. La présence ou l'absence d'un mécanisme à manivelle.

Un, deux ou trois cylindres peuvent être installés sur une unité de lavage ou domestique. Les pompes peuvent également créer une pression élevée, moyenne ou basse.

Classification en fonction de la vitesse de rotation du piston :

Mouvement lent. Effectué dans les 40 à 80 mouvements par minute ;
Vitesse moyenne. Nombre de coups de 50 à 80 ;
Rapide. Effectue de 150 à 350 coups par minute.

Selon le mode d'action, on distingue les équipements de pompage d'eau suivants :

Action unique. Avec une chambre de travail ;

Double action. L'eau s'écoule beaucoup plus uniformément grâce à deux chambres de travail. Ainsi, avec un tour de piston, le liquide est pompé deux fois.

Les pompes peuvent pomper divers liquides :

Eau froide ordinaire ;
Eau chaude et chaude ;
Divers fluides de forage ;
Substances acides, etc.

Caractéristiques du choix d'une pompe à piston

Pour choisir un système de pompage, vous devez prendre en compte les nuances suivantes :

Conception de pompe. Cela déterminera l’efficacité avec laquelle l’unité fonctionnera ;
Quelle est la profondeur de l'eau ? A plus de dix mètres de profondeur, il faudra abandonner la pompe manuelle et envisager des dispositifs radiaux et axiaux ;
Le volume à fournir ;
La nécessité d'un fonctionnement automatisé du système.

La pompe achetée doit être accompagnée de la documentation et être dans son emballage d'origine en usine. Il vaut la peine de privilégier les modèles de fabricants renommés.

Une pompe à piston est utilisée depuis de nombreuses années pour pomper des liquides. Cette conception est devenue très répandue, car elle fonctionne sur le principe du déplacement du liquide en transmettant la pression. Le principe de fonctionnement de la pompe à piston des mises en œuvre modernes est beaucoup plus complexe par rapport aux premiers modèles, ce qui augmente considérablement la fiabilité et l'efficacité. Examinons plus en détail les caractéristiques d'un tel mécanisme.

Principe de fonctionnement

Lorsque l'on considère le principe de fonctionnement d'une pompe à piston, il convient de garder à l'esprit que la première conception est apparue il y a plusieurs décennies. Le plan de travail présente les caractéristiques suivantes :

Le mécanisme comporte un élément mobile qui effectue un mouvement alternatif. Il est fabriqué à partir de matériaux modernes, grâce auxquels les qualités isolantes sont considérablement augmentées.
L'élément mobile est situé dans un conteneur cylindrique isolant. Lors du déplacement, le piston crée de l'air raréfié dans la chambre de travail, grâce à quoi le liquide est aspiré du pipeline.
Le mouvement inverse de l'élément mobile entraîne le refoulement du liquide dans la conduite de sortie. La conception de la vanne ne permet pas au liquide de pénétrer dans la conduite d'aspiration au moment de son éjection.

Le principe de fonctionnement le plus simple détermine un fonctionnement stable et à long terme. Il convient de noter que le flux créé par un tel dispositif peut se déplacer à des vitesses différentes. Un volume trop important de la chambre de travail entraîne un déplacement du flux par sauts. Afin d'éliminer l'apparition d'un tel effet, un dispositif à plusieurs pistons est installé.

Appareil

La pompe à piston a une conception relativement simple. Parmi les fonctionnalités, on note les points suivants :

Chambre de travail. Il est représenté par un boîtier scellé, doté d'une surface miroir dans la partie intérieure. De ce fait, le mouvement de l'élément mobile est considérablement simplifié. La chambre de travail fait partie du cylindre, qui est déterminée par la course maximale de la tige. La surface du cylindre est réalisée dans un matériau très résistant aux liquides.
Les tubes de pression et d'aspiration sont conçus pour drainer et fournir du liquide. Ils peuvent avoir différents diamètres. De plus, un tel élément structurel peut comporter un système de vannes, ce qui augmente considérablement l'efficacité du mécanisme.
Le piston crée une pression dans le système. Le dispositif de pompe à piston comporte un piston grâce auquel le liquide est pompé. Il est fabriqué à partir de plusieurs matériaux d'étanchéité. De ce fait, le piston peut se déplacer le long du cylindre et en même temps créer un vide. C'est sur la surface du piston que s'exerce une pression importante. Certaines versions sont pliables, permettant des réparations. Par exemple, en cas d'utilisation prolongée, les joints s'usent, qui peuvent être remplacés si nécessaire pour prolonger considérablement la durée de vie du mécanisme. Cependant, il existe également des versions non séparables dont la réparation n'est possible que dans des ateliers spécialisés.
La force est transmise au piston par la tige. Dans la fabrication de cet élément, on utilise de l'acier de haute qualité offrant une rigidité et une résistance accrues. De plus, les matériaux utilisés se caractérisent par une résistance élevée à la corrosion, ce qui prolonge considérablement la durée de vie de la structure. Cet élément est relié à l'entraînement par lequel la force est transmise. Si la charge est trop élevée, la tige peut se déformer considérablement.

Le mouvement alternatif est transmis par le moteur électrique via un mécanisme spécial qui convertit la rotation. Les versions modernes sont compactes et peuvent être installées pour une utilisation extérieure ou intérieure. De plus, dans la fabrication du boîtier, on utilise du métal qui offre une protection élevée contre les influences environnementales.

L'appareil du modèle double face présente un assez grand nombre de fonctionnalités :

Il y a un cylindre et un piston, ainsi qu'une tige. Ces éléments sont légèrement différents de ceux utilisés pour créer un mécanisme à sens unique.
Contrairement à la version précédente, celle-ci dispose de deux chambres de travail.
Les deux chambres de travail disposent de leurs propres vannes de refoulement et d'aspiration.

Malgré l'augmentation significative de l'efficacité de la pompe à piston, sa conception est assez simple. Dans ce cas, chaque coup implique l'aspiration et l'expulsion du liquide. Cela augmente considérablement la valeur d'efficacité.

Variétés

Il existe une grande variété de modèles de pompes à piston disponibles sur le marché. Le classement s'effectue selon les critères suivants :

Le nombre de pistons qui créent une pression dans le système.
Le nombre de cycles de refoulement et d’aspiration en un seul coup.

En vente, il existe une pompe à pistons à double effet, ainsi qu'une version à un, trois ou plusieurs pistons. Comme indiqué précédemment, en augmentant le nombre d'éléments mobiles, la possibilité d'un mouvement d'écoulement pulsé est éliminée. Quant au nombre de cycles, il existe des modèles à simple effet et à double effet, ainsi que des modèles différentiels.

Le classement peut également être effectué selon les critères suivants :

Pouvoir.
Débit ou performances.
Dimensions de la structure.
Fonctionnalités de mise en page.

Diverses entreprises produisent des pompes à piston. La qualité peut dépendre du type de matériaux utilisés, de la popularité de la marque et du but d'un modèle particulier.

Domaines d'application

La pompe à liquide peut être utilisée pour résoudre une grande variété de problèmes. Le design créé se caractérise par une grande polyvalence. Cependant, la présence d'un élément mobile et l'utilisation de bagues d'étanchéité lors de la création d'un piston rendent impossible l'utilisation d'une pompe à piston pour pomper de gros volumes de liquides.

Compte tenu du champ d'application, nous notons les points suivants :

Les matériaux utilisés dans la fabrication peuvent résister aux effets de divers produits chimiques. C'est pourquoi les pompes à piston sont utilisées pour fonctionner avec différents types de carburants, des mélanges explosifs et des environnements chimiquement agressifs.
Il existe un assez grand nombre de modèles en vente qui peuvent être utilisés pour travailler à la maison.
Dans l’industrie alimentaire, le design est également extrêmement souvent utilisé. Cela est dû à l'effet délicat sur le fluide pompé.

Dans la fabrication d'une structure, divers matériaux peuvent être utilisés, qui déterminent le champ d'application.

Avantages et inconvénients

Une pompe à liquide à piston se caractérise par un assez grand nombre d'avantages et d'inconvénients. Les avantages incluent :

Simplicité de conception. Comme indiqué précédemment, ces pompes à piston ont été fabriquées il y a plusieurs décennies et leur conception a légèrement changé.
Haute fiabilité, qui peut être associée à la simplicité du mécanisme et à l'utilisation de matériaux de haute qualité. Les matériaux résistants à l'usure peuvent résister à un impact mécanique prolongé.
Capacité à travailler avec divers médias. Le large champ d'application est déterminé par le fait que les matériaux utilisés ne réagissent pas aux effets de divers produits chimiques.

Il existe également plusieurs inconvénients sérieux. Un exemple est la faible productivité. De tels modèles sont moins adaptés au pompage de grandes quantités de liquide. De plus, la conception n'est pas adaptée à un fonctionnement à long terme, car les éléments actifs s'usent rapidement et perdent leurs caractéristiques de performance.

Pour travailler avec le milieu aquatique, l'homme a créé des machines hydrauliques. Les variétés qui transfèrent l'énergie de l'eau aux pièces mécaniques sont appelées moteurs hydrauliques. Mais l’effet inverse est également possible lorsque le mécanisme agit sur l’eau. Dans ce cas, nous parlons de pompes hydrauliques.

Riz. 1 pompe hydraulique

Les premières unités hydrauliques étaient manuelles. De nos jours, on utilise non seulement l'hydraulique mécanique manuelle, mais aussi l'électrique. La pompe à liquide à piston la plus couramment utilisée est utilisée.

Types de pompes à piston

La variété des unités de pompe hydraulique est divisée en plusieurs types. Ils diffèrent par la conception et la nature du travail. L'option la plus courante est une pompe hydraulique à piston. De tels dispositifs sont à piston radial et à piston axial.

Il existe deux types de dispositifs à pistons axiaux selon l'emplacement de l'axe de rotation du groupe de pistons : droits et inclinés. Ils fonctionnent sur le même principe. Lorsque l'arbre tourne, les cylindres commencent à bouger. Ils tournent également et se déplacent simultanément d'avant en arrière. Lorsque l'axe du cylindre et l'orifice d'aspiration coïncident, le piston expulse le liquide. Après cela, le cylindre est à nouveau rempli de liquide.

Les appareils à pistons axiaux inclinés sont divisés en unités avec un disque incliné et en appareils avec un bloc-cylindres incliné.

Avantages et inconvénients des appareils à pistons axiaux

Les unités à pistons axiaux présentent de nombreux avantages par rapport aux autres dispositifs de pompage hydraulique. Ils sont de taille compacte et relativement légers. Ces caractéristiques ne les empêchent pas d’avoir une puissance et des performances importantes. Les petites pièces ont une faible inertie.

Riz. 4 Les pompes hydrauliques à pistons axiaux sont compactes

Les appareils axiaux ont la capacité d’ajuster la vitesse du moteur.

L'avantage le plus important de ce type d'équipement de pompage est la capacité de fonctionner à une pression importante. La fréquence de rotation ne diminue pas. Il est possible de modifier le volume utile directement pendant le fonctionnement. La fréquence de rotation varie de cinq cents à quatre mille tours par minute. Selon cet indicateur, les unités axiales sont supérieures aux unités radiales.

Les appareils axiaux sont capables de fonctionner à des pressions de trente-cinq à quarante mégapascals. Les pertes de volume sont faibles, ne s'élevant qu'à trois à cinq pour cent.

Les chambres de travail sont scellées. Cela est dû à la grande précision de fabrication et aux petits écarts entre les alésages et les pistons.

En utilisant une pompe de ce type, vous pouvez facilement régler la force et la direction du liquide de pompage.

Les pompes à pistons axiaux présentent également des inconvénients :

Prix élevé de l'appareil.
La conception est complexe, ce qui fait de la réparation et de la maintenance un processus complexe et coûteux.
Lors de l'utilisation, assurez-vous de suivre les instructions. Les violations entraînent des pannes fréquentes.
Le pompage du fluide est pulsé. Si vous utilisez une pompe pour un système d'alimentation en eau, des pulsations y seront perceptibles.
Le processus de réparation peut être long en raison de la grande complexité du processus.
Cette pompe nécessite de l'eau propre pour fonctionner. Il doit être nettoyé de toutes impuretés supérieures à dix micromètres.
L'unité est assez bruyante.