Pompes

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MECA-FLU V : LES POMPES

I DEFINITION ET DOMAINES D’APPLICATIONS
Les pompes sont des appareils qui génèrent une différence de pression entre les tubulures d’entrée et de sortie. Suivant les conditions d’utilisation, ces machines communiquent au fluide, de l’énergie potentielle (par accroissement de la pression en aval) soit de l’énergie cinétique par la mise en mouvement du fluide. Ainsi, onpeut vouloir augmenter le débit (accroissement d’énergie cinétique) ou/et augmenter la pression (accroissement d’énergie potentielle) pour des fluides gazeux, liquides, visqueux, très visqueux….C’est pourquoi la diversité des pompes est très grande. On distingue deux grandes catégories de pompes : • LES POMPES VOLUMETRIQUES : ce sont les pompes à piston, à diaphragme, à noyau plongeur…et les pompesrotatives telles les pompes à vis, à engrenages, à palettes, péristaltiques….Lorsque le fluide véhiculé est un gaz, ces pompes sont appelées « COMPRESSEURS» • LES TURBO-POMPES : elles sont toutes rotatives. Ce sont les pompes centrifuge, à hélice, hélico-centrifuge. Les domaines d’utilisation de ces deux grandes catégories sont regroupés dans le tableau cidessous :

REMARQUE : On désigne parcompresseurs les machines dont la pression de sortie (pression en aval) est supérieure à la pression atmosphérique, et par pompes à vide les machines dont la pression de sortie est égale à la pression atmosphérique. Mais la pression en aval, est dans tous les cas supérieure à la pression en amont.

cours CIRA 1ère année

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PASCAL BIGOT

La chaîne énergétique d’une pompe est représentée parle diagramme :

Globalement, 60 à 90 % de l’énergie fournie par le moteur est transformée en énergie mécanique. Cette énergie mécanique ne sera ensuite communiquée au fluide que dans une proportion de 50 à 80 %. Les pompes décrites dans la suite sont surtout adaptées aux liquides. En effet, pour les gaz, les phénomènes thermodynamiques (compressions avec élévation de température,…) sontprépondérants.

II LES POMPES VOLUMETRIQUES
1) Principe et caractéristiques générales
Un volume V0 de fluide emprisonné dans un espace donné (le récipient de départ) est contraint à se déplacer de l’entrée vers la sortie de la pompe par un système mécanique. Ce volume prélevé dans la conduite d’aspiration engendre une dépression qui fait avancer le fluide vers la pompe par aspiration. Cet effet confèreaux pompes volumétriques d’être autoamorçante. Dans le cas des liquides, la pression d’aspiration ne doit pas s’abaisser en-dessous de la pression de vapeur saturante sous peine de voir le liquide entrer en ébullition. Ce phénomène peut d’ailleurs intervenir sur n’importe quelle machine (cf ci-après). On obtient un débit théorique moyen proportionnel à la vitesse de rotation. Par contre, si levolume aspiré ne peut s’évacuer dans la canalisation de sortie (vanne fermée, ou canalisation obstruée) l’augmentation de pression aboutirait soit à l’éclatement de la conduite, soit au blocage du moteur d’entraînement de la pompe. C’est pourquoi une soupape de sûreté doit être impérativement montée à la sortie de la pompe.

2) Pompe à piston
Ces machines ont un fonctionnement alternatif etnécessitent un jeu de soupapes ou de clapets pour obtenir tantôt l’aspiration du fluide, tantôt le refoulement. Le principal défaut de cette machine est de donner un débit pulsé et par suite des à-coups de pression, qu’on peut atténuer grâce à un pot anti-bélier sur la conduite de refoulement. On peut aussi concevoir une machine mieux équilibrée par association de plusieurs pistons travaillant avec undéphasage judicieux…

cours CIRA 1ère année

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PASCAL BIGOT

Les pompes à piston sont robustes et ont de bons rendements au-dessus d’une certaine taille. Elles peuvent être utilisées comme pompes doseuses, on les trouve d’ailleurs assez souvent avec des pistons à course réglables. L’étanchéité de ce type de pompes ne leur permet pas de travailler avec des fluides possédant des...
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