Mesurer la Hauteur Manométrique Totale d'une pompe avec un manomètre ?

[Malo39]

Bonjour,
J'ai cru comprendre que la HMT d'une pompe connectée à un réseau était égale à la pression statique + la pression dynamique du réseau situé en aval (est ce correct?) et je voudrais savoir si un manomètre installé au refoulement de la pompe permet de mesurer cette HMT. Il me viens le doute que ce manomètre ne mesure que la pression statique et non la totale statique+dynamique. Je suppose un cas avec aspiration à l'atmosphère et au niveau de la pompe donc la pression relative (barg) au refoulement équivaut au delta P refoulement-aspiration. Concrètement je me pose la question pour un réseau d'eau de refroidissement industriel connecté à des tours aero-evaporatives. Les pompes sont situées au niveau du bassin des tours aeros et les pompes sont équipées de manomètres sur le refoulement en sortie de pompe. Je dispose des consommations électriques mesurées des pompes et je souhaiterais vérifier les débits par calcul par le biais de la mesure de HMT d'où ma question sur la possibilité d'y accéder simplement par le manomètre...
J'espère que la question est claire et merci d'avance si quelqu'un à l'expérience pratique de cette situation.
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[invite07941352]

Bonjour,
La Hauteur Manométrique Totale est bien définie sur Wiki , ou encore mieux ici :
http://www.thermexcel.com/french/ressourc/mot_pump.htm

Pour le reste, peut être qu'un schéma de l'installation avec les valeurs connues aiderait à raisonner .

[sitalgo]

B'jour,

J'ai cru comprendre que la HMT d'une pompe connectée à un réseau était égale à la pression statique + la pression dynamique du réseau situé en aval (est ce correct?)

Certaines croyances sont erronées. La Hmt est une valeur avec débit nul, c'est la hauteur maxi de colonne d'eau que la pompe pourrait maintenir.

[sitalgo]

Sans attendre de schéma, la hauteur manométrique mesurée ne peut donner d'indication valable sans connaître la courbe de perte de charge de l'installation. La pression dynamique est souvent secondaire sauf installation particulière.
Si on place une vanne de réglage après le manomètre, quand on diminue le débit la pression du mano augmente.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mx6]

Pour calculer la HMT, le plus simple est de placer deux tubes de Pitot juste à l'aval et à l'amont de la pompe (pas très loin pour négliger les pertes de charges linéaires). Tu auras des valeurs approximatives qui sont pas mal ! Sinon le plus simple est de voir la courbe Q=f(H) donné par le constructeur, c'est le plus fiable.

[Malo39]

Merci de vos réponses.
Pour mx6: je ne peux pas installer de piquages supplémentaires sur les pompes donc cela sera un peu difficile d'installer des pitots. Et puis l'idée est de travailler avec les mesures en place ou sans faire d'installation invasives de nouveaux instruments. Il y a seulement un mano sur place.
Pour sitalgo: tout d'abord sur les termes HMT= valeur à débit nulle. Comment cela se fait il que souvent sa définition inclue les pertes de charges qui n'existent pas à vitesse nulle? Je pensais que la HMT était la valeur de H dans la relation Q=f(H) des courbes caractéristiques des pompes. J'imaginais donc que la valeur à débit nulle était seulement une valeur particulière de la HMT. Si je me trompe, la valeur "H" dans la relation Q=f(H) s'appelle comment?
Je comprends de ta deuxième réponse que si la pression au mano augmente avec la baisse de débit cette mesure inclue forcément la pression due au poids de colonne d'eau + les pertes de charges puisque le poids de colonne d'eau est constant et indépendant du débit. Correct?

En fait, concrètement j'ai besoin de savoir ce que mesure mon manometre et si la valeur qu'il donne est celle que je peux reporter sur le diagramme H=f(Q) de la pompe pour déduire le débit Q.

Je soupçonne que le mano ne me donne pas tout et en particulier la composante delta v^2/2g qui serait la fameuse pression dynamique même si moi je mettais aussi les pertes de charges dans la pression dynamique. Pourriez vous donc aussi me corriger sur la définition de la pression dynamique? est-elle égale à delta v^2/2g + pertes de charges réseau ou non ?

Enfin toujours si mon mano ne me donne pas delta v^2/2g et que je devrais le prendre en compte pour lire le diagramme H=f(Q), pour être sure de pouvoir le négliger et en faire un calcul approximatif, quelles sont les vitesses à prendre en compte dans le calcul ?
-->l'aspiration des pompes se fait dans le bassin des tours evaporatives et le retour du circuit débouche dans le même bassin via les buses d'aspersion desdites tours. C'est d'ailleurs le paramètre limitant de leur réglage de débit car ils étranglent les pompes pour limiter la pression de retour et ne pas avoir les buses qui sautent. Donc je pensais prendre vitesse aspiration nulle, si cette vitesse est la vitesse de descente du niveau du bassin qui reste constant, et prendre la vitesse finale comme la vitesse d'éjection de l'eau par les buses même si je ne sais pas trop comment l'estimer. Est-ce correct?

Merci d'avance.

[sitalgo]

tout d'abord sur les termes HMT= valeur à débit nulle. Comment cela se fait il que souvent sa définition inclue les pertes de charges qui n'existent pas à vitesse nulle? Je pensais que la HMT était la valeur de H dans la relation Q=f(H) des courbes caractéristiques des pompes. J'imaginais donc que la valeur à débit nulle était seulement une valeur particulière de la HMT. Si je me trompe, la valeur "H" dans la relation Q=f(H) s'appelle comment?

Je reprends l'inexactitude de ce que j'ai dit.
La formule de Bernoulli généralisée est Pb/rho.g + zb + Vb²/2g = Pa/rho.g + za + Va²/2g + Hmt - Jab
Avec la pompe entre a et b.
La Hmt est une caractéristique de la pompe, c'est la charge apportée pour le débit considéré qui se détermine avec la courbe de la pompe.
P/rho.g + z + V²/2g - Jab sont des caractéristiques du réseaux.

Je comprends de ta deuxième réponse que si la pression au mano augmente avec la baisse de débit cette mesure inclue forcément la pression due au poids de colonne d'eau + les pertes de charges puisque le poids de colonne d'eau est constant et indépendant du débit. Correct?

Correct, le P/rho.g est constant dans ton cas.

En fait, concrètement j'ai besoin de savoir ce que mesure mon manometre et si la valeur qu'il donne est celle que je peux reporter sur le diagramme H=f(Q) de la pompe pour déduire le débit Q.

Ça ne donne que la pression statique. Mais comme le dit mx6, s'il y a telle pression à la sortie de la pompe, selon la courbe, c'est qu'il y a à peu près tel débit (tenir compte de la différence de hauteur entre le niveau du bassin et le niveau de sortie de la pompe).

la définition de la pression dynamique? est-elle égale à delta v^2/2g + pertes de charges réseau ou non ?

La pression dynamique est seulement V²/2g. Elle se mesure avec une sonde Pitot-Prandtl. Un bon exemple est la sortie des buses, la pression juste avant la buse accélère le fluide pour obtenir un jet qui sort à la Patm. La vitesse (à peu près) de ce jet se trouve avec deltaP = V²/2g.

Enfin toujours si mon mano ne me donne pas delta v^2/2g et que je devrais le prendre en compte pour lire le diagramme H=f(Q), pour être sure de pouvoir le négliger et en faire un calcul approximatif, quelles sont les vitesses à prendre en compte dans le calcul ?

Il est probable que la pression dynamique soit relativement faible car on dimensionne les conduite afin de ne pas avoir de vitesse élevée car les pertes de charges (proport. au carré de la vitesse) coûtent en énergie

Donc je pensais prendre vitesse aspiration nulle, si cette vitesse est la vitesse de descente du niveau du bassin qui reste constant, et prendre la vitesse finale comme la vitesse d'éjection de l'eau par les buses même si je ne sais pas trop comment l'estimer. Est-ce correct?

Oui.
On peut obtenir la vitesse aux buses mais c'est assez délicat, il faut mesurer la force de recul d'une plaque face au jet.

[Malo39]

Un bon exemple est la sortie des buses, la pression juste avant la buse accélère le fluide pour obtenir un jet qui sort à la Patm. La vitesse (à peu près) de ce jet se trouve avec deltaP = V²/2g.

Ne serait ce pas deltaP = rho.V²/2 ou delta H = V²/2g ?

Dans mon cas je ne connais pas la pression aux buses, je sais juste que la pression en sortie pompe a été réduite par la vanne de réglage pour éviter de faire sauter ces buses. Je pourrais essayer de l'obtenir.
Mais je ne suis plus sur que je peux négliger la partie dynamique pour lire la courbe de la pompe H=f(Q) car si je fais le calcul de delta V²/2g égale à Vbuse²/2g, puisque ma vitesse initiale dans le bassin est nulle, j'obtiens des valeurs plutôt élevées.
Par exemple si j'ai 1 barg résiduel (10,2m) en retour de réseau au niveau des buses cela me donne directement la composante delta V²/2g = Vbuse²/2g = 10,2m.
En fait je ne suis pas trop sur de la mesure au mano qui est vieux et je dispose d'une mesure par pressostat relié à la supervision de l'usine, plus fiable et située 2m plus haut que la pompe et peu de mètres derrières. En négligeant les pertes de charges (vitesses inférieures à 2m.s-1) je déduis la pression sortie pompe de 3,4barg . 10,2 + 2m = 36,7 m (mon mano donne un peu plus avec 3,9barg=39,8m mais je ne fais pas trop confiance).
D'autre part, en prenant la mesure de conso électrique de la pompe en introduisant un rendement moteur et en lisant la courbe kW à l'axe = f (Q) e H = f(Q) je devrais avoir une valeur de H d'environ 41m.

Puis je déduire que ma pression sur les buses devrait être de (41-36,7)= delta V²/2g = 4,3 m = 424 mbarg?

Si le raisonnement est correct je pourrais essayer de récupérer la valeur de pression et intégrer cette composante pour reporter correctement la pression au départ réseau sur le diagramme après y avoir ajouté la pression dynamique non plus négligée et prise égale, dans mon cas particulier, à la pression sur les buses (deltaP en mètres = Prelatif en mètres sur les buses = delta V²/2g ).

J'espère avoir correctement interprété les réponses reçues sur le forum, merci de me le confirmer, ou non, une dernière fois...

Je crois être arrivé à mieux comprendre la situation grâce à cette discussion. Merci en particulier a Sitalgo.

[sitalgo]

Ne serait ce pas deltaP = rho.V²/2 ou delta H = V²/2g ?

Exact. C'était pour voir si tu suivais.

Mais je ne suis plus sur que je peux négliger la partie dynamique

Tu as quand même une idée approximative de la vitesse, calcule cette pression dynamique pour voir son importance. Cette vitesse doit être à peu près la même partout vu que les canalisations devraient être de diamètre plus faibles en allant vers les buses.

En négligeant les pertes de charges (vitesses inférieures à 2m.s-1)

Les pertes de charges ne doivent pas être élevées car les tuyaux doivent être un peu surdimensionnés pour éviter que les buses finales aient moins de pression. Supposition de ma part.

Puis je déduire que ma pression sur les buses devrait être de (41-36,7)= delta V²/2g = 4,3 m = 424 mbarg?

La différence de pression statique est due essentiellement aux pertes de charge uniquement vu qu'ici la vitesse est à peu près constante et probabement de valeur faible.
Arrivée aux buses, l'eau sera à une pression statique P et aura une vitesse V²= Vinit² + 2P/rho. Vinit étant la vitesse de l'eau juste avant la buse, c'est là qu'on retrouve l'intérêt de la pression dynamique de Bernoulli.
Sans vitesse initiale la vitesse serai V = racine(2P/rho).
Le plus simple serait de raccorder un manomètre sur une buse (fermée pour l'occasion) pour obtenir la pression statique.
Si tu peux obtenir les caractéristiques des buses (coef de perte de charge de la buse, rapport débit pression...) ça peut servir.