Relation débit pression

[invite8704a01d]

Bonjour,

je voulais savoir la relation liant le débit et la pression notamment dans une pompe, dans un tuyau

Merci
-----

[michel dhieux]

bonjour
relation difficile a comprendre ,surtout en dépannage de transmission hydrostatique , là ou je me suis "cassé le nez" plusieurs fois dans ma vie active .
la première chose à garder en tête , c'est qu'une pompe ne fournie jamais de pression ,mais seulement un débit , et les pompes suivant leur conception , sont plus résistante à cette pression sans destruction ou endommagement .
une pompe a engrenages peut fonctionner à 20 bars comme a 330 bars (engrenages internes voir page 18 )) mais il n'est pas utile d'acheter cette dernière pour une pression de 20 bars (car largement plus chère ) , et si l'on monte celle à 20 bars pour une pression de 330bars , vous pouvez être certain quelle ne fait pas plus de 2 tours bien avant quelle atteigne cette pression . bref il y a pompe ,et pompe, il suffit de ne pas se tromper .
les types de pompe .
engrenages externe , interne , à palettes , à pistons axiaux,radiaux.
en hydraulique eau et liquide alimentaire ,centrifuge , a vis , pistons.et j'en oubli .

il y a des choses également a savoir :
l'équilibrage par pression opposée des éléments :
pour renforcer la résistance à la pression des pompes , on met face a face 2 forces égales en utilisant cette pression hydraulique , voir page 12 et 13 du fichier (source jean paul Molina) cela représente des pompes à palettes équilibrés .
également dans le même style , l'équilibrage des forces par pression hydraulique mais pour éviter un effort trop important de la matière mécanique (métal ) entre elles ,(page 10 pompe pistons axiaux) , et pour "remplacer " l'effort de la matière par de l'huile sur une grande surface .
ps : je sais que je m'éloigne du sujet initial , mais je ne peut pas faire autrement pour que soit assimilé , la relation pression / débit.
DONC après la lecture du lien vous verez que la question est vaste .
a bientôt pour la suite .
cordialement

[invite76532345]

Bonsoir

Pour les pompes, voir là et choisir le ".pdf " le mieux adapté.
Pour les tuyaux il faut rechercher "pertes de charge en ligne" et c'est assez complexe.

Bonne soirée

[michel dhieux]

bonsoir
merci papykiwi , pour le lien .
nous avons vu que pour avoir un débit , il faut au minimum qu' une pompe résiste à la pression maximale du système , sinon rien ou peu en sortie en bout du tuyau .
pour mieux comprendre la relation débit /pression je vais prendre deux exemples extrêmes .
une pompe multi-étages centrifuge et une pompe a pistons ,ou tout est fait (pour cette dernière ) pour justement que l'étanchéité à la pression soit efficace , même a 500 bars . il n'y a pas de doute à un moment donné la pompe centrifuge sera avec une certaine pression basse en maintenant cette pression ,MAIS sans qu'aucun débit ne sorte !!
c'est possible .
c'était la première relation débit / pression.
pour une pompe aspirante (sans pompe de gavage ) , un autre phénomène perturbateur , vient s'ajouter : la difficulté a l'aspiration de cette pompe , la cavitation.
celle-ci suivant sa force à empêcher le remplissage à 100 pour 100 des alvéoles d'une pompe , elle conditionne le remplissage donc le débit .
ainsi ,on retrouve maintenant une certaine relation débit /pression avec en cause les dimensions des tuyauteries ,(des raccordements ) car en aspiration une pompe doit avoir une vitesse du liquide très inférieure à son refoulement.
c'est la deuxième relation débit/pression .
bien évidement un colmatage d'un filtre s' il est monté en aspiration,
augmente l'incapacité de remplissage de la pompe (mais cela fait parti du domaine de la cavitation ).
on va éliminer l'aspiration maintenant ,et voir qui va empêcher /perturber , un débit correct , c'est forcement une pression .(perte de charge )
un montage de plusieurs raccord à 90 ° , une dimension changeante entre tuyau et embout de tuyau , (pas possible d'être à la même dimension intérieure puisque l'embout entre dans le tuyau flexible), = vitesse changeante .
la longueur des flexibles entre en jeux aussi , résultat il peut y avoir 280 bars à l'entrée du moteur , alors que sur la pompe il y a 350 bars .
il me semble que l'on peut parler dans ce dernier cas de relation débit / pression ,car la puissance absorbé de la pompe sera plus importante qu'escompter sur le moteur .
cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite76532345]

Bonjour Michel

Ce qui est dit dans ton 1er § est exact

Au §2, il faut savoir aussi que les pompes centrifuges haute pression sont conçues avec des étanchéités correspondant à la pression de service qu'on leur impose (personnellement je n'ai eu qu'à me battre avec des pressions maxi de 330 bars; 500... je ne sais pas; jamais vu ....)
La cavitation est un phénomène très destructif qui intervient lorsque le couple pression/température du fluide à l'entrée de la pompe est tel que l'on se trouve au point "critique" de tension de vapeur. La pression (ou plus exactement hauteur manométrique) est donnée par le constructeur dans le cas d'une centrifuge; c'est le NPSH requis.
Dans le cas d'une pompe à pistons, c'est un peu différent; le paramètre est le "NPIP" qui tient compte du NPSH de la pompe et de la configuration de celle-ci qui fait intervenir le nombre de cylindres; donc la fréquence des accélérations et ralentissements dans la ligne d'aspiration (c'est "pas triste" d'avoir à calculer une telle ligne y compris le/les amortisseur(s) à y inclure). Avec une pompe "mono-cylindre simple effet c'est toujours "compliqué"; avec les multi-cylindres c'est un peu plus aisé.
Un colmatage de filtre, c'est un accident de fonctionnement. Lors du calcul de pré-dimensionnement on considère la perte de charge maximale (donnée constructeur) acceptable pour ce filtre. s'il se colmate c'est soit un cas fortuit; soit un manque de surveillance et d'entretien.
Les "accidents de parcours" (coudes, tés, vannes, rétrécissements, élargissements, etc) sont connus et des coefficients empiriques (c.à.d. issus de l'expérience) se trouvent chez tous les bons auteurs.
Il y a une différence fondamentale entre une pompe centrifuge et une pompe volumétrique quelle qu'elle soit (alternative, rotative, à piston(s) ou plongeur(s), à engrenages, péristaltique, etc) c'est que la pompe centrifuge délivre une hauteur manométrique qui est une constante de la machine, alors que la pompe volumétrique délivre une pression qui est une fonction du réseau résistant.
Toute pompe se cale automatiquement sur son point de fonctionnement correspondant au réseau résistant. Cas d'une centrifuge: La pression dépend de la hauteur manométrique nécessaire et du liquide pompé. Si la pompe a une HMT de 10.2m par exemple (et uniquement pour exemple "basique"), la pression en sortie sera de 1 bar avec de l'eau de densité 1 (c'est la définition du bar) mais seulement de 0.85 bar avec de l'huile de densité 0.85 et serait (si c'était possible) de 13.6 bars avec du mercure. Si la demande de la ligne est de 15m, la pompe ne pourra pas s'adapter à la demande à cause de la constante citée plus haut.
Dans le cas d'une volumétrique, la pression va s'ajuster à la demande, jusqu'à "péter la pompe ou le moteur" ou bien (heureusement) ouvrir la soupape de sécurité.Dans tous les cas le "process" demande à l'utilisation un certain débit sous une certaine pression (ce n'est pas à toi qu'on va l'apprendre...) Au bureau d'études donc le travail consistant à dimensionner correctement les lignes aspiration et refoulement pour obtenir le point débit/pression requis à l'utilisation.
Revenons à la relation débit/pression. Dans le cas d'une pompe volumétrique, le débit est constant pour une vitesse constante de rotation de la pompe. Plus la pression demandée augmente, plus la puissance absorbée nécessaire augmente (logique) Dans le cas d'une pompe centrifuge, si la pression d'utilisation baisse, le débit augmente et la puissance théorique demandée augmente (à prendre en compte le rendement de la machine à ce nouveau point de fonctionnement) par contre si la pression demandée augmente, le débit baisse et la puissance requise baisse (toujours tenir compte du rendement de la machine au nouveau point). Pas "logique" ni "intuitif" mais conforme aux lois de Rateau. Pour ce genre de pompe le meilleur point de fonctionnement se trouve habituellement vers le "milieu" de la courbe constructeur; laquelle est une portion de la courbe totale de la machine qui elle est une sorte de "cloche" (de gros ouvrages format dictionnaire en parlent avec brio mais c'est hors sujet ici).

A suivre.
Bonne journée, cordialement.

[michel dhieux]

bonjour à tous ,bonjour papykiwi .
ps : je répond sans avoir tout absorbé ( il me faut le temps de tout comprendre ) ton dernier message
dans la ligne ou j'ai marqué 500 bars et celle de dessous , j'ai essayé (maladroitement) de montrer la différence entre une pompe multi-étage centrifuge , et une pompe à pistons axiaux du genre "qui peut fonctionner à 500 bars" , dans la première le rejet des pales d'une roue alimente , le centre de la deuxième ,et etc ... sur la dernière la pression est multiplié suivant le nombre de roues .
et il suffit qu'une seule roue sur le nombre soit HS pour que rien ne sorte au bout .et (mais là tu vas répondre parce que j'ai un doute ) , si l'on bouche la sortie ,d'une pompe en bon état , d'après moi le fait que chaque roue n'a pas d'alimentation de ça précédente , la pression finale chute de beaucoup ....
alors que sur une pompe volumétrique en bon état , la pression va monter ..... jusqu'à éclater si pas de système de sécurité .
cordialement

[invite76532345]

Re:

il suffit qu'une seule roue sur le nombre soit HS pour que rien ne sorte au bout

Ce qui ne veut pas dire que la pompe ne "pompe" pas. Simplement; une roue en moins fait diminuer la HMT de la dite pompe et peut-être la pression correspondante est elle insuffisante pour que "ça sorte au bout".
Supprimer une roue (volontairement, en la remplaçant par une entretoise ad-hoc) est une manip courante pour ajuster une pompe aux conditions du process. Cela permet aussi au fabricant de ne pas multiplier le nombre de "casings" différents dans une série (la fonderie+ l'usinage, cela coûte une vraie fortune)

si l'on bouche la sortie ,d'une pompe en bon état , d'après moi le fait que chaque roue n'a pas d'alimentation de ça précédente , la pression finale chute de beaucoup

Non. Tout au contraire, la pompe (pleine de liquide, bien sûr) va se caler sur le débit "0" (appelé "stone wall") qui correspond à la pression maximale sur sa courbe. Pression maximale qu'elle ne peut pas dépasser par construction.
On doit (devrait) toujours démarrer les grosses pompes avec la vanne de sortie fermée afin de réduire la puissance demandée au moteur durant sa période d'accélération. Evidemment, il ne faut pas fonctionner longtemps dans cette configuration car toute la puissance moteur est perdue en... chauffage du liquide à l'intérieur de la pompe.

Ai-je été clair ?

Cordialement

[michel dhieux]

Tout au contraire, la pompe (pleine de liquide, bien sûr) va se caler sur le débit "0" (appelé "stone wall") qui correspond à la pression maximale sur sa courbe. Pression maximale qu'elle ne peut pas dépasser par construction.

Ai-je été clair ?

Cordialement

bonsoir
très clair .
en voila une bonne relation débit/pression .( faut bien que je me sorte de ma bêtise )
cordialement