NOM :

POMPE A DEBIT FIXE

 GENERALITES

PJ

 

ROLE D'UNE POMPE

 

C’est un transformateur d’énergie.

Elle transforme l’énergie mécanique fournie par le moteur thermique ou électrique en une énergie hydraulique.

 

Le schéma ci-dessous montre l'ensemble de l'installation y compris la source d'énergie.

Pour obtenir le débit maxi â la pression maxi

-   Il faut que la puissance mécanique installée soit supérieure ~ la puissance hydraulique demandée

 

P. mécanique > P. hydraulique

 

CALCUL DE LA PUISSANCE HYDRAULIQUE

 

Puissance hydraulique = pression x débit

 P (watt)  = p (Pascal) x Q (m3 /s)

 

Avec les conversions d'unités nous aurons:

P(kw) = p (bar) x Q (l/mn)

               600
 
 

 


Exemple:

        F = 200 000 N

 

        Q = 1 x 10-3 m3/s

 

        S = 100 x 10-4 m2

 

 

 

 

1)              Détermination de la pression hydraulique

          P = F / S = 200 000 / 100 x 10-4  = 200 .105 Pa

 

 

2)              Puissance hydraulique de I’installation

          P = pxQ = 200 .105 x 1 x10-3 = 20 000 W

 

Dans cet exemple on ne tient pas compte des rendements

 

POMPE NON VOLUMETRIQUE

 

Dans les pompes non volumétriques il n'y a pas d'étanchéité entre l'aspiration et le refoulement, les fuites

internes sont importantes

Ces pompes permettent de très gros débits sous de très faibles pressions

La pression de refoulement varie avec la vitesse de rotation

On n'emploie pas ces pompes en hydraulique haute pression, les pressions d'utilisation étant trop importantes

Exemple d'utilisation : pompe à eau d'automobile, pompe à gas-oil, etc.

 

POMPE VOLUMETRIQUE

 

Dans les pompes volumétriques l'aspiration est isolée du refoulement Le volume d'huile refoulé par tour est

constant

Les fuites internes sont réduites au maximum

Exemple d'utilisation : circuit haute pression sur pelle hydraulique, etc..

 

RENDEMENTS D'UNE POMPE

 

Les pompes se différencient par leur débit et leur vitesse de rotation

Le débit est fonction des rendements de la pompe

- Rendement Volumétrique  (v)

- Rendement Mécanique      (m)

- Rendement Global            (g)

 

RENDEMENT VOLUMETRIQUE

 

C'est le rapport entre le débit réel obtenu au refoulement et le débit théorique compte-tenu de la cylindrée et de la vitesse de rotation de la pompe

Le rendement volumétrique s'exprime en pourcentage

 

v % = Q réel x 100 / Q théorique

 

La différence entre le Q réel et le Q théorique est due aux fuites internes situées entre l'aspiration et le refoulement1 par les jeux mécaniques

 

Q théorique - Q réel = fuites internes

 

Les fuites internes sont variables suivant les types de pompes et différentes suivant les causes ci-dessous

-     température du fluide

-     viscosité de l'huile

-     augmentation de pression

-     vitesse de rotation

-     vieillissement de la pompe

 

-     Température du fluide

 

Dans un circuit hydraulique il y a travail donc il y a échauffement de l'huile Plus l'huile s'élèvera en température plus elle sera fluide ce qui accentuera les fuites internes

 

-     Viscosité du fluide

 

Dans un circuit hydraulique l'huile doit être assez visqueuse pour réduire les fuites internes, mais pas trop pour ne pas augmenter les pertes de charges La viscosité s'exprime en degrés ENGLER ou en CENTISTOCKES

 

-     Augmentation de pression

 

Les fuites internes varient avec la pression de refoulement par un même jeu mécanique tes fuites augmenteront avec ta pression.

 

-     Vitesse de rotation

 

Une trop grande vitesse de rotation peut entraîner au niveau de l'aspiration une cavitation, de ce fait diminuer le volume de refoulement donc réduire te rendement volumétrique

 

Vieillissement de la pompe

 

Il est normal que des usures se produisent avec le vieillissement de la pompe ce qui accentue tes jeux donc tes fuites internes

 

RENDEMENT MECANIQUE : C'est le rapport entre la pression réelle relevée au refoulement et la pression théorique.

 

Ce rendement s'exprime en pourcentage.

m % = (p réelle x 100) /( p théorique)

Différents facteurs font varier le rendement mécanique.

frottement entre les organes mobiles et les organes fixes

pertes de charge dues à la viscosité de l'huile

aux variations de vitesses et de pression

aux difficultés d'écoulement de l'huile

 

RENDEMENT GLOBAL : Le rendement global est le produit du rendement volumétrique et du rendement mécanique. Il s'exprime en pourcentage

 

 (g)= (v) x (m)

 

Il est également fonction du rapport puissance hydraulique et puissance mécanique.

 

(g) = Puissance hydraulique / Puissance mécanique

 

Exemple de calcul : Suivant les caractéristiques d'une pompe hydraulique ci-dessous

 

Unités pratiques

Unités S.I.

-Vitesse d'utilisation

-cylindrée

-Pression d'utilisation

-Rendement volumétrique (g)

-Rendement global (g)

2500 t/mn

20 cm3/t

320 bars

90%

85,5%

41.66 t/s

20  10 -6m3/t

320 .10 5Pa

90%

85,5%

Calculer: -    La puissance nécessaire pour l'entraînement de la pompe

          -         Le rendement mécanique (g)

Unités S.I.

Unités pratiques

Solution

 

Q théorique

20  10 -6 x 41.66  = 0,8332 .10 -3 m 3/s

Q réel- 0,8332 10 -3 x0,90=0,749 .10 -3  m 3/s

Puissance réelle utilisée

P=pxQ= 320 .10 5 x 0,749 . 10 -3   = 23999 W

 

Puissance d'entraînement de la pompe

 

Nous savons que :

(g) = Puissance hydr./ Puissance méc.

donc Puissance mécanique =P. hyd / (g)

=23999 / 0,855  = 28069 W

 

          Nous savons que:

 P = p(Pa) x Q m 3 / s

 

donc p = P / Q

 

Pression théorique = 28069 /0,8332 .10 -3 = 336 10 5 Pa

 

 

Q théorique

 20 x 2500 = 50000 cm3lmn  50 I/mn

Qréel-50x0,90=45 I/mn

Puissance réelle utilisée

P(ch)=PxQ/ 442= 320x45/ 442= 32,5ch

 

Puissance d'entraînement de la pompe

 

Nous savons que :

(g) = Puissance hydr./ Puissance méc.

donc Puissance mécanique =P. hyd / (g)

=32,5 / 0,855  = 38 ch

 

          Nous savons que:

 P(ch) = p(bar) x Q l/mn / 442

 

donc p(bar) = (P(ch) x 442) / Q (l/mn)

 

Pression théorique = (38 x 442) / 50 = 336 bars

 

 

(m) = (p réelle / p théorique ) x 100

(m) = (320 10 5 / 336 10 5  ) x 100

(m) = 95 %