dimensionnement d'une pompe à eau

[papykiwi]

Bonjour Zeus29
Je le sens très mal pour un problème d'école en BTS (Quel BTS?)

il y a actuellemnt une pompe de 5,5 kw mais insuffisante
il y a une hauteur d'aspiration d'environ 4 metres
(un flussiostats est deja installer mais ne fonctionnent pas correctement)
en faites ce sont surtout les perte de charges que je cherche a calculer, on mas dit que 1 coude = 10 metres
je s'est aussi que S1*V1=S2*V2

Autrement dit, l'installation existe, est mal adaptée et tu cherches à l'améliorer. Ce n'est pas un problème d'école.
Un système "Altivar" sur une pompe centrifuge de15kW, juste pour démarrer, c'est "donner des confitures à un cochon". On ne peut pas s'en servir en variateur programmé, sachant que la pompe à vitesse nominale 1500t/mn va perdre environ la moitié de sa hauteur manométrique et la moitié de son débit (à la louche) pour une variation de 1/3 du régime. La valeur exacte peut se calculer mais c'est assez long sachant que les lois d'affinité ne s'appliquent plus pour de variations supérieures à 10%.
Un "Altivar 31" coûte ~2200 à 2500 Euros.

Côté pertes de charge, voir la pièce jointe.
Je traduis le coefficient "ξ" donné par la table par la lettre "K" pour la pratique du clavier
Il faut additionner tous les "K" puis:

hf= (f L/D) x (V2/2g) ….K=fL/D ou L = KD/f

hf est la perte de charge en m
L est la longueur équivalente
f doit s'établir aux environs de 0,01 (précision largement suffisante) d'après le diagramme de Moody (basé sur l'équation de Darcy ) pour ce débit.

Le résultat sera évidemment approximatif parce qu'avec tous ces changements de diamètres le nombre de Reynolds varie tout au long du parcours

S'il s'agit vraiment d'un problème de BTS, de la manière dont il est posé, avec les connaissances que tu sembles avoir en hydraulique, cela ne m'étonne plus que l'on ne trouve pas plus de pompistes en ingénierie.
A+

[ROUINS]

Bonsoir?
Merci D'avoir Repondu Papykiwi
Je Bien Tout Compris Et Qu'entend Par Hteur De Refoulement.
Question Un Peu Bete Je Te L 'accorde.
Mais Debutant.

[papykiwi]

Bonjour Rouins
Une caractéristique majeure de la pompe centrifuge est sa Hauteur Manométrique Totale (HMT).
C'est la hauteur maximale à laquelle la pompe peut refouler un liquide quelconque quand elle tourne à une vitesse constante.
Cette hauteur se mesure à un niveau de référence; l'axe pour une pompe à axe horizontal et l'entrée de la 1° roue pour une pompe à axe vertical.
C'est cette caractéristique, associée au débit, qui détermine la courbe de la pompe et qui permet de choisir cette pompe. Et non pas directement la pression en un point de l'installation
Il existe une relation entre la HMT et la pression:
Posons:
- 1 bar = 10.20 m de hauteur d'eau
- d est la densité du liquide pompé
La pression du liquide au niveau de référence est égale à: (HMT/10.20) x d
Exemple: Une pompe a 50 m de HMT.
Si elle pompe de l'eau la pression au niveau de référence sera: (50 x 1)/10.2 = 4.9 bars
Si elle pompe de l'huile de densité 0.8 la pression sera (50 x 0.8)/10.2 = 3.9 bars
Une pompe centrifuge ne peut pas aspirer de l'eau à une profondeur plus grande que 8.5m (sauf aménagements très spéciaux). Donc, en cas de puits profond, on place la pompe au fond du puits.
Supposons que: Nous désirons une pression de 2 bars à 1 m au dessus du sol.
1/ le puits est profond de 4.5m au point de pompage. On peut utiliser une pompe horizontale. La hauteur de refoulement sera, si son axe est installé à 0.5 m de hauteur: (2 x 10.2) - 0.5 = 19.9 m (disons 20 arrondi)
2/ le puits est profond de 50 m au point de pompage. La hauteur de refoulement sera 50 + (2 x 10.2) + 1 = 71.4 m (disons 72 arrondi).
Ce paramètre de hauteur de refoulement est primordial; c'est lui qui permet de choisir sur le réseau de courbes du constructeur de pompes laquelle sera la mieux adaptée au travail que l'on va lui demander, compte tenu de sa HMT et de la "pente" de sa courbe.
A suivre

[zeus29]

papykiwi

merci d'avoir repondu je vais essayer d'appronfondir mes recherche

je suis actuellemnt en BTS DOMOTIQUE au lycee thepot de QUIMPER(29)

je realise un theme de fin d'anne noter coeff 7, ce projet est réaliser chez un client pepinieristes

[papykiwi]

Bonjour Zeus
OK, je comprends mieux. La domotique et l'hydraulique sont deux technologies absolument différentes même si l'une aide (ou le plus souvent emm.....) l'autre.
J'ai eu l'occasion de travailler il y a environ 25 ans pour une entreprise agricole exploitant des serres (3 ha par site, 17 sites sous mon contrôle). L'arrosage des plantes se faisait au goutte à goutte sous le contrôle d'un agronome, le pilotage par un robot ouvrant et fermant les électro-vannes suivant le programme fixé par l'agronome (arrosage et nourriture). 6 pompes par site pour ce service , (et environ 20km de tuyaux tous diamètres, de 8" à 1mm pour tous les services) montées en hydrophore (avec bidon réserve, régulation de pression).
Ce système, l'hydrophore, permet de respecter la donnée "4 à 6 bars" suivant que le bidon est au niveau maxi ou mini. La pompe donne toujours la pression maxi. P mini, elle démarre; P maxi elle s'arrête. La capacité du bidon se calcule pour obtenir un démarrage de la pompe toutes les "N" minutes (N supérieur à 20 pour respecter les données du moteur électrique) en fonction de la quantité d'eau requise pour le travail. Les pertes de charge en ligne ne sont généralement pas importantes du point de vue calcul, compte tenu de la plage d'exploitation assez large. De plus, les courbes des pompes du commerce sont fixes, bien entendu, et on ne tombe généralement jamais sur un point de fonctionnement débit/pression qui correspond exactement au calcul effectué et qui donne un rendement acceptable.
Projet intéressant et assez complexe.
Bon courage.

[ROUINS]

Bonsoir,

Je Te Remercie Encore Papykiwi Pour Toutes Ces Informations
Je Me Renseigne Et A Bientot

[zeus29]

bonjour papykiwi

après beaucoup de calcul assez complexe, je viens de trouver une pompe de 9,4 KW j'en déduit donc, suite à cela, que le moteur sera d'environ 15KW (rendement 0,6)

après réflexion avec mon client je pense équiper cette pompe d'un variateur de vitesse (évite les coups de bélier, évite le surdimmensionnemnt des cables dû à la pointe d'intensite et à la chute de tension, permet de faire une économie de 15 à 30% d'énergie)

-confirmer vous cela et avez vous une idée des prix de ces derniers ?
-connaisez vous aussi le prix pour une sonde NCTP pour ce type de moteur ?

merci beaucoup de votre patience

[papykiwi]

Bonjour zeus 29
On pourrait peut être cesser ce petit jeu.
Je veux bien aider, mais je n'aime pas que l'on me fasse du cinéma (ou du théâtre).
Et quand mon vis à vis se fait passer pour qui il n'est pas; je le pressens puis le démontre.

1/ - En reprenant les données du début, je ne vois pas la complexité du calcul:
40 m3/h => 40000/3600 = 11.11 l/s
Note: 40 tonnes/heure; et 24/24h, soit 960 tonnes/jour; ils ont rudement soif les petits arbres. Et moi qui croyais qu'il pleuvait autant en Bretagne qu'en Normandie!
7 bars =>10.2 x7 = 71.4 m d'élévation.
g = 9.81 dans nos régions
Puissance nécessaire:
11.11 x 71.4 x 9.81 = 7782 J/s (ou Watts) ou 7.78 kW
Avec rendement 0.6
7.78/0.6 = 12.97 (13 arrondi) kW.
A partir de cela il faut prendre en compte le rendement du moteur électrique (~0.95) et 10% minimum de réserve de puissance (la norme ISO demande 25% pour cette gamme de puissance). Donc
(13/0.95) x 1.1 = 15.05
La valeur 15 kW vient de l'un de mes messages où je donnais un ordre d'idée. La valeur 9.4kW ne correspond à rien. Mais:
9.4 / 0.6 = 15.66 et non pas 15
9.4/(0.6 x 0.95) = 16.5 et avec 10% de réserve: 16.5 x 1.1 = 18.15
Ce genre de calcul est du niveau (à peine) du défunt certificat d'études primaires. (C'est quoi un BTS domotique? Cela existe? C'est difficile à obtenir?)
2/ - Une pompe centrifuge se démarre vanne de refoulement fermée donc pas de coup de bélier possible si cette vanne est proche. Celui ci ne prend naissance que lorsqu'il y a un débit établi et que l'on ferme brutalement une vanne rapide. Alors le variateur au démarrage ne sert à rien. Sur un si petit moteur, un "étoile/triangle" est largement suffisant.
- Les câbles ne se sur-dimensionnent pas. Quand on ne sait pas, on regarde dans les tables en fonction de l'intensité et de la longueur; quand on sait on calcule à la dissipation par effet Joule, au court circuit et au prix de revient compte tenu du prix du métal et du temps de vie estimé de l'installation.
- La pointe d'intensité d'un petit moteur (Id/In= ~7) dure une fraction de seconde et n'entre pas dans ce calcul de dimensionnement du cable.
- Comment un appareil dont le rendement est inférieur à 1 (compter 55 à 60% pour un variateur de vitesse), ajouté dans une installation permet-il de réaliser une économie d'énergie de 15% à 30% ?
La "pub" c'est très beau, cela permet à des gens de vivre mais il faut toujours se souvenir que: "Le papier n'a jamais refusé l'encre".
3/ - Les prix: Cela peut varier du simple au sextuple suivant les métaux utilisés (Fonte, acier, bronze, inox, duplex etc) et le système d'étanchéité (presse étoupe ou garniture mécanique); ainsi que le modèle choisi dans la gamme du fabricant afin de se caler sur un point de la courbe intéressant. Plus "La Marque".
4 - Sonde "NCTP" ....Je ne connais pas. Une sonde "CTP" seule n'assure pas la sécurité en surchauffe d'un moteur. Il faut une CTP par phase dans les bobinages.
Certes je suis patient et j'apprécie beaucoup les progrès énormes réalisés dans la langue française entre tes premier et dernier messages mais j'apprécie aussi l'honnêteté. Il n'y a pas de honte à vouloir améliorer sa propre exploitation.
Bonne suite

[spanctv]

Bonjour,

Chez papykiwi, je vois que vous ètes hyper calé dans les pompages...j'ai moi aussi quelques questions si vous me le permettez:
Je dimensionne actuellement une petite station de pompage (ou plutot de surpression) en utilisant ces données :
-aprés calcul du point de fonctionnement (pompe déjà choisie) : HMT=48mètres et Q=14m3/h.
- J'ai un réseau AEP existant dont la pression est de 3,1bars en entrée de pompe. (Je tiens à préciser qu'il y à 14mce de pertes de charges depuis le reservoir principal).
- T°=25°C soit 3166 Pa.
-NPSHrequis = 1,1mce.

Le réseau étant mis en charge, je souhaiterais savoir si je considère pour mes calculs ma pompe comme "en charge" ou comme "en aspiration"??? Et quelle formule appliquer??

J'ai tout de même effectué le calcul en considérant ma pompe en charge :
J'arrive à un NPSHdispo de 62mce pour un NPSHr de 1,1mce, est ce possible???

Je sais que la pression de doit pas excéder 10bars en entrée de pompe (donnée constructeur), 62mce = 6,2bars. Puis-je penser avoir juste???

En vous remerciant par avance. Cordialement.

[papykiwi]

Bonjour Spanctv

1/ Tout d'abord,voir ou revoir mon "post" du 25/01 sur le même sujet (page 1).

2/ est ce possible???

aprés calcul du point de fonctionnement (pompe déjà choisie) : HMT=48mètres
J'arrive à un NPSHdispo de 62mce

Il y a quelque part "comme un défaut". Le NPSH (charge ou hauteur nette positive d'aspiration) est comme son nom l'indique, une hauteur de liquide mesurée "à l'entrée" de la pompe. La HMT (hauteur manométrique totale est une hauteur de liquide mesurée "à la sortie" de la pompe.
Si NPSHa > HMT, ce n'est pas une pompe qu'il faut, mais un réducteur de pression !!!!!

3/ je souhaiterais savoir si je considère pour mes calculs ma pompe comme "en charge" ou comme "en aspiration"?
S'il y a 3.1 bars en entrée de pompe, la pompe est, bien sur, en charge.
C'est la configuration "pompe immergée de mon "post" du 25/01 sur le même sujet (page 1).
Note: Remarquer que dans les deux configurations, le terme "hst" s'ajoute algébriquement, sa valeur est positive (pompe en charge ou pompe immergée) ou négative (pompe aspirante).

4/ Calcul du NPSH
Le tout est de savoir si cette pression (3.1 bars) est mesurée pompe arrêtée (pression statique) ou pompe en marche (pression dynamique). Considérons le cas le plus défavorable, c.à.d la pression statique. Et je l'arrondis volontairement à "3" (cas défavorable) parce-que à moins de mesurer avec un mano de classe 0.5 (rare), le 1/10 bar sur un "0 => 6" ou un " 0 => 10 ", je n'y crois pas.
"hst" ===> 3.1 bar (en eau) = 10.2 x 3 = 30.6 mce.
"hfs" ===> Les pertes de charge sont de 14 m
"hvpa" ===> La tension de vapeur de l'eau à 25°C est de 3.17 kN/m2 arrondi à la 2° décimale (3166 Pa c'est bon) équivalent à 0.03166 bar. 0.03166 x 10.2 = 0.3229 mce
"ha" ===>L'eau à sa surface (à l'entrée du réseau AEP) est soumise à la pression atmosphérique de 1013mbar soit l'équivalent de: 10.2 x 1.013 = 10.33 mce .
Note: le fait de transformer toutes les pressions en "mce" affranchit du doute quant à "pression relative" ou "pression absolue". Toutes se mesurent en "relatives" et le terme "ha" transforme en pression absolue ou locale.

La formule: NPSH= ha – hvpa + hst -hfs donne:
NPSH = 10.33 - 0.3229 + 30.6 - 14 = 26.61 mce (arrondi à la 2° décimale).

C'est tout à fait "plus que bien" si le NPSHr est de 1.1 mce.
Par contre je pense que le "62" de ton post est du à une faute de frappe quelque part dans la transcription du résultat. Curieux "62" au lieu de "26".
Cordialement

[papykiwi]

Correctif.
L'erreur

hauteur manométrique totale est une hauteur de liquide mesurée "à la sortie" de la pompe

lire:
"hauteur manométrique totale est: La différence entre la hauteur de liquide mesurée "à la sortie" de la pompe et celle mesurée à l'entrée."
Donc la pression finale requise est de ~4.7 + 3.1 = ~7.8 bars.

Evidemment

ce n'est pas une pompe qu'il faut, mais un réducteur de pression !!!!!

est erroné.
Comme quoi il faut toujours se relire !!!!
A+

[spanctv]

Bonjour,

je vous remercie beaucoup de votre réponse.

Pour mettre au clair, oui la pression prise (3,1 bars) est relative (prise au bas du réseau à l'aide d'une mano).

Ensuite, j'avais bien trouvé 62mce avec cette méthode calcul :

NPSHd = (Patm-Pv+Hst-Hfs)/9810
(données en Pascal bien sur)

Et en fait, je crois m'être trompé avec la Patm et la Hst :
- J'avais rajouté à la Patm mes 3 bars (vous avez raison on va arrondir) donc ça me faisait déjà : 300000/9810=30.5mce!!!!
-ensuite concernant la Hst, j'avais mis la charge hydraulique réele (soit 45 mCE)!!!!!

Ce qui donne le tout ajouté=62mce (environ....)

Donc, en rectifiant bien, on arrive à votre résulktat :
NPSH = 10.33 - 0.3229 + 30.6 - 14 = 26.61 mce

c'est Ok!!!!!!!!!!!!

...merci encore beaucoup...

PS: une toute dernière chose (si je peux me permettre), auriez vous des connaissances dans le paramétrages des automates : comme de par exemple le Sofrel S50 ?????

[papykiwi]

Re bonjour
Content des remerciements; mais, ...de rien, c'était normal.
Le papramétrage des automates n'était pas dans mon domaine professionel (Machines tournantes). Donc j'ai des notions, mais pas la maîtrise. Je pense que sur le forum il y a des instrumentistes qui se feront un plaisir de renseigner si on leur pose la question. Désolé mais on ne peut pas tout savoir.
Cordialement

[Gofrette]

Papykiwi bonjour;

Eh bien voila, je me permet (a l'image de beaucoup de gens manifestement) de recourir a votre savoir: Je suis actuellement en BTS Gestion et Maitrise de L'eau (GEMEAU) et me voici en stage d'étude dans un syndicat d'alimentation en eau potable. Une étude m'a été confiée mais, comme vous pouvez l'imaginer, je suis très loin de me sentir a l'aise en la matière et me voici un quelque peu perdu face a cette mission..
Pour exposer la chose: j'ai un réseau de refoulement qui alimente trois réservoirs (type chateau d'eau) en refoulement. Seulement, un de ces réservoirs se voit être en distribution/refoulement (On a donc posé un hydrostab en amont du troncon de distrib. de facon a réduire la pression de 8.5bar à 4 bar). Ce réseau est sensé être alimenté par deux pompes similaires (HMT= 80m et Q=41m3/h) montées en parallèle. Ceci étant, la présence de cet hydrostab réduisant la pression en aval réduit aussi le débit; Il n'y a donc qu'une seule pompe en fonctionnement car, lorque les deux réservoirs en refoulement ne demandent pas, et que seul celui en refoul/distrib demande, la pompe tourne a une HMT= 130m pour un debit de 15m3/h (hors plage..)

Une de mes solutions consisterai a poser une canalisation parallèle au troncon de distribution, qui servirait en refoulement pur... Sachant que je souhaite un débit constant de 23m3/h au remplissage de ce réservoir, et que la pression peut etre pré-choisie a 8bars, j'aimerai simplement un fil d'ariane, une ligne de conduite.. (je dois dimensionner ma cana, monter un dossier d'étude technico-financier..) Donc si vous pouviez m'eclairer quelque peu sur les démarches grossières a adopter, je serai tt a fait ravi..
Par avance merci, encor toutes mes excuses d'abuser de votre savoir, mais je ne saurai accepter l'echec de cette étude..
Vous souhaitant une bonne continuation, SINCERES SALUTATIONS.

[papykiwi]

Bonjour Gofrette
Un petit schéma de l'installation (flow-sheet) SVP car je ne vois pas très bien comment on peut passer à 13 bars si la/les pompe(s) stoppent à P= 8.5 bars. Tant que la pompe débite dans le réservoir elle se trouve dans dans les mêmes conditions de fonctionnement, quelle que soit la demande sur le réseau de distribution.
En principe le réservoir est là pour servir de tampon et éviter des régimes hors caractéristiques de la pompe.

Une de mes solutions consisterai a poser une canalisation parallèle au troncon de distribution, qui servirait en refoulement pur.

Oui, bien vu, mais normalement le refoulement est en direct à l'alimentation du réservoir et le réseau de distribution à la sortie de celui-ci. Rien n'empêche de réduire la fourniture (et donc le prix) de la tuyauterie en utilisant un té judicieusement placé et le régulateur de pression en aval de ce té dans le sens de l'utilisation.
En attente du schéma, bon courage