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La puissance d’une pompe. Définition et méthodes de calcul

La potenza di una pompa. Definizione e metodi di calcolo

La puissance d’une pompe, également appelée puissance absorbée, représente l’énergie communiquée au fluide pompé pour augmenter sa vitesse et sa pression. Toutes les pompes hydrauliques consomment de l’énergie afin de déplacer et d’augmenter la pression d’un fluide. La puissance requise par la pompe dépend d’un certain nombre de facteurs annexes à la pompe elle-même, notamment le rendement du moteur de la pompe et la pression. D’autres facteurs influant sur la puissance de la pompe sont la densité, la viscosité et les caractéristiques d’écoulement du fluide transporté. Cet article fournit une série d’informations utiles pour comprendre la puissance requise d’une pompe et détaille les différentes méthodes de calcul du facteur de puissance de la pompe.

Facteurs affectant la puissance d’une pompe

Les pompes ne sont pas en mesure de transférer toute l’énergie qu’elles reçoivent ; en raison de la friction, de la dissipation, des turbulences ; par conséquent, l’énergie absorbée dans l’unité de temps par le moteur, appelée puissance absorbée, sera supérieure à l’énergie effectivement acquise par le liquide. Le rapport entre la puissance délivrée et la puissance absorbée définit le rendement de la pompe. Le rendement total d’une pompe tient compte des pertes de pression internes de la machine. Ces pertes sont de trois types, à savoir

  • HYDRAULIQUE
  • VOLUMÉTRIQUE
  • MÉCANIQUE

Pertes de puissance hydraulique :

Les pertes hydrauliques sont dues à la diminution de l’énergie due aux chocs et aux frottements du liquide en mouvement à l’intérieur de la pompe.

Pertes de puissance volumétrique :

Les pertes volumétriques sont dues au débit de liquide qui, bien que « travaillé » par la pompe, n’est pas acheminé dans le tuyau de refoulement, FUEL FLOW, en raison de l’effet :

  • Du jeu entre les parties mobiles et fixes
  • Le retard dans la fermeture des valves
  • L’étanchéité des joints
  • La présence de gaz et de vapeurs qui sont libérés à l’entrée en raison de la dépression à l’aspiration et/ou de la température pour les liquides chauds.

Pertes de puissance mécanique:

Les pertes mécaniques sont dues au frottement et à la résistance mécanique en général et principalement aux roulements à billes.

Le rendement d'une pompe

Le rendement d’une pompe

Le rendement d’une pompe peut être défini comme le rapport entre la puissance utile et la puissance absorbée. Plus précisément, le rendement est la capacité de la pompe à transformer l’énergie mécanique en énergie hydraulique (efficacité) ; il représente le rapport entre la puissance fournie au fluide pompé (puissance hydraulique) et la puissance du moteur, ce dernier devant avoir une puissance supérieure à celle que l’on veut appliquer au fluide, afin de compenser la dissipation. Le rendement d’une pompe hydraulique peut être calculé en fonction de la technologie de conception. Plus précisément, il est possible de calculer le rendement mécanique, électrique et volumétrique d’une pompe.

Pour définir la puissance d’une pompe, il est nécessaire de prendre en considération certains paramètres.

Rendement mécanique

Cette valeur prend en considération les frottements entre les éléments mécaniques qui constituent la pompe.

Habituellement, les valeurs, assez hautes, sont comprises entre 0,88 et 0,96 : du reste, la réduction des frottements est un objectif clé pour la sauvegarde de la longévité et de la fiabilité de la pompe.

Rendement électrique

Cette valeur représente le rendement du moteur électrique, qui se trouve habituellement autour de 0,9.

Rendement volumétrique

Rendement volumétrique

Utilisé pour quantifier les fuites de volume de fluide dues aux jeux entre les turbines de la pompe et le corps.

Habituellement, il atteint des valeurs comprises entre 0,9 et 0,96.

Ces valeurs définies, le rendement total de la pompe sera donné par le produit des différents rendements:

ηt = ηm * ηel * ηvol

Passons au calcul de la puissance de la pompe.

En théorie, la puissance est définie comme le travail qu’une machine doit effectuer pour déplacer une masse de fluide dans une certaine unité de temps.

L = travail (joule)
g = accélération de gravité (m/s2)
ρ = densité du fluide (kg/dm3)
t = temps (s)
Hm = pertes totales de l’installation (m)
M = masse (kg)
Qm = débit volumétrique (m3/s)

La puissance que l’on obtient est exprimée en watt (ou en kilowatt, où 1 kW = 1000 W).

Si l’on tient compte des différentes pertes, il est nécessaire de diviser cette puissance pour le rendement total.

Choisir une pompe avec la puissance appropriée

Comme nous l’avons vu, le calcul de la puissance d’une pompe centrifuge est assez simple.  En connaissant les différentes caractéristiques et en appliquant les formules données dans cet article, il est possible d’identifier correctement les valeurs nécessaires. Cependant, le choix d’une pompe ayant la puissance appropriée pour les besoins spécifiques de l’application peut être plus compliqué.  Dans ce cas, notre équipe peut offrir des conseils personnalisés sur le catalogue des pompes centrifuges Debem afin de soutenir correctement le processus de sélection et d’achat.

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