Projet pompe

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  • Publié le : 25 mars 2011
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INSTITUT POLYTECHNIQUE

DES SCIENCES AVANCEES

|Projet Mécanique des Fluides |
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|Pompe volumétrique actionnée par un électroaimant.|

INSTITUT POLYTECHNIQUE DES SCIENCES AVANCEES

5/9 Rue Maurice Grandcoing - 94200 Ivry Sur Seine * tel : 01.44.08.01.00 * Fax : 01.44.08.01.13

Etablissement Prive d’Enseignement Supérieur – Siret N 433 695 632 00011 – APE 803

Sommaire

Dynamique du solide 6

Dynamique des systèmes électriques 8

Dynamique des fluides 10

Equationmecanique : 13

Graphique de l’equation mecanique : 13

Courbe theorique d’une equation mecanique 14

Equation electrique : 15

Graphique de l’equation electrique : 15

Equation fluide : 16

Graphique de l’equation fluide : 16

Equation totale de la pompe : 17

Graphique total de la pompe : 18

1. Contexte

Un fabricant de pompe a demandé au bureau d’études de l’IPSA decaractériser les composants d’une pompe volumétrique actionnée par un électroaimant.

Nous devons dimensionner cette pompe pour respecter un cahier des charges précis.

2. Caracteristique hydraulique de la pompe

La pompe devra pouvoir relever, 10 litres d’eau par heure, à une hauteur de 5 mètres.

La pompe sera alimentée par une source de tension alternative de 220 Volts efficace et defréquence de 50 Hz.

3. Principe de fonctionement

Cette pompe volumétrique doit être composée d’une chambre, d’un tube dans lequel se trouve un piston, de deux clapets et de quatre ressorts.

[pic]

Deux des ressorts exercent leurs efforts sur le piston et les deux autres ressorts exercent respectivement leurs efforts sur les deux clapets.

Ainsi, lorsque la pompe ne fonctionne pas,le piston est maintenu dans sa postition d’équilibre et les clapets sont, quant à eux, plaqués sur leurs sièges respectifs.

Lorsque la pompe fonctionne, la bobine crée une force électromagnétique alternatif sur le piston. Le piston oscille donc à l’intérieur du tube. Ce qui produit, alternativement, une augmentation et une diminution du volume ν de la chambre.

Lors de la montée du pistondans le tube (cas de la figure), le volume ν de la chambre croit et la pression p du fluide, présent dans cette chambre, décroit donc.

Cette pression p devient tout d’abord, inférieure à la pression ps du fluide présent, en sortie de pompe, en aval du clapet de sortie : le clapet de sortie se trouve, ainsi, d’avantage plaqué sur son siège.

Puis la pression p, continuant à décroitre, devientinférieure à la pression pe du fluide présent, à l’netrée de la pompe, en amont du clapet d’entrée : le fluide soulève donc le clapet d’entrée et entre dans la chambre.

Lors de la descente du piston dans le tube, le volume ν de la chambre diminue. LE fluide présent dans la chambre est comprimé. La pression p redevient, tout d’abord, supérieure à pe : le clapedt d’entrée est alors plaqué sur sonsiège.Puis la pression p redevient supérieure à ps : le fluide soulève alors le clapet de sortie et sort de la chambre.

Notations :

- p : pression dans la chambre

- pe : pression à l’entrée de la pompe (en amont du clapet d’entrée)

- ps : pression à la sortie de la pompe (en aval du clapet de sortie)

- ν : volume de la chambre

- νo :volume de la chambre lorsque le piston est dans sa position d’équilibre (pompe arrêtée)

- X : position du piston par rapport à sa position d’équilibre.

- ρ : masse volumique du fluide présent dans la chambre

- S : surface de la section du piston

- B : coefficient de compressibilité du fluide (en Pa)

- Vp=Vp(t) : vitesse instantannée du piston...
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