Ralentissez, vous avancez trop vite (peut-être), partie 2 sur 2

Jul 15, 2023

Dans la première partie de ma chronique du numéro de novembre 2022, nous avons couvert les premières étapes de la décision si vous deviez acheter une pompe plus lente. Nous avons abordé la mesure, le processus de décision et bien plus encore.

La vitesse spécifique (Ns), dans sa définition la plus simple, concerne la géométrie de la roue, y compris les angles et le nombre d'aubes. Dans la pompe, les forces dynamiques et statiques ainsi que leur rapport sont fonction de la vitesse spécifique (F dynamique ÷ F statique).

Notez que des vitesses spécifiques d'environ 3 000 donneront la pompe la plus efficace et, dans une comparaison du coefficient de tête par rapport à la vitesse spécifique, elle culmine autour de 1 000. Vous pouvez générer une tête de pompe plus facilement à des vitesses spécifiques inférieures, mais pas aussi efficacement à des vitesses spécifiques plus élevées.

À mesure que la vitesse spécifique d'aspiration (Nss) augmente, l'enveloppe de fonctionnement stable/admissible de la pompe diminue. L’état d’aspiration de la pompe est vraiment le facteur le plus important à examiner lors de l’examen de la vitesse de la pompe. Bien que la marge NPSH soit primordiale, vous pouvez vous rendre service en déterminant la région de fonctionnement autorisée de la pompe (fenêtre de stabilité) pour votre sélection à partir des exemples de courbes de performances proposés.

À partir de là, vous pouvez estimer la vitesse spécifique d’aspiration maximale avec laquelle vous décidez de fonctionner. Connaissant la vitesse spécifique d'aspiration maximale, vous pouvez alors déterminer la vitesse maximale de la pompe en utilisant la formule de vitesse spécifique d'aspiration résolue algébriquement pour la vitesse (N). Par exemple, supposons une vitesse spécifique d'aspiration maximale de 8 500. Ne confondez pas la vitesse spécifique d'aspiration de 8 500 avec un maximum ; C'est juste un exemple.

L'énergie d'aspiration (SE) est un autre paramètre souvent négligé. SE est, essentiellement, une mesure de l’impulsion du liquide au niveau de l’œil de la turbine. L'espace des colonnes ne permet pas une explication complète ici, veuillez donc vous référer à ma chronique de mai 2020 pour plus de détails.

Tout en regardant la vitesse du liquide à l'aspiration, regardez également la vitesse au niveau de la buse de refoulement et 6 diamètres en aval. Consultez la norme 9.6.6 de l'American National Standards Institute (ANSI)/Hydraulic Institute (HI) pour connaître les meilleures pratiques, mais sachez que plus de 8 à 10 pieds par seconde du côté aspiration approche des problèmes potentiels. Ici, plus lentement, c'est mieux. J'apprécie que les vitesses des pointes des aubes de la turbine seraient similaires dans les deux cas (une pompe plus grande et plus lente par rapport à une pompe plus petite et plus rapide), mais je suggère l'idée alternative selon laquelle il serait peut-être préférable d'ajouter un autre étage à la pompe, si vous en avez besoin. tête supplémentaire et pour modifier la largeur de la turbine, si vous avez besoin de plus de débit. Une autre solution pourrait être deux pompes en série.

Les limites nominales du diamètre maximum de la roue sont normalement de 27 pouces pour les limites de vitesse à 4 pôles et de 13 pouces pour les limites de vitesse à 2 pôles. Ce facteur limitant est indépendant des propriétés du liquide et repose davantage sur la résistance du matériau de la roue (carénages et aubes). Une vitesse de pointe excessive se manifestera par des vibrations inacceptables. Les forces radiales dépendent de la géométrie de la roue pour une conception de boîtier donnée et augmenteront directement avec la vitesse. Les forces radiales auront un impact direct sur la déflexion de l'arbre, ce qui affectera directement la durée de vie des roulements et des garnitures mécaniques. Notez qu'un arbre de déflexion à des vitesses à 4 pôles déviera 3 550 fois par minute et 7 100 fois par minute à des vitesses à 2 pôles. La qualité du processus de fabrication de la roue affectera à la fois l’équilibre hydraulique et mécanique. L'usure des roulements, la durée de vie des garnitures mécaniques et l'alignement des entraînements deviendront tous plus critiques avec l'augmentation de la vitesse.

Les forces axiales dépendent de la géométrie de la roue, de la pression d'aspiration, des jeux et de la hauteur d'élévation développée. Les effets néfastes des forces axiales peuvent être exacerbés par un ajustement lâche de la roue sur l’arbre. La poussée axiale augmente proportionnellement à la vitesse. Les fréquences des forces dynamiques du rotor dépendent de la vitesse et du débit et réagissent proportionnellement.

Les pompes dotées de roues plus grandes et d’une masse rotative plus grande posséderont une inertie plus élevée. Une inertie plus élevée se traduit à la fois par une décélération plus longue en cas de perte de puissance et par un temps plus long pour atteindre la pleine vitesse au démarrage. Cette propriété de réaction retardée est bénéfique pour contrôler les pressions transitoires du système, car la pompe décélère lentement après un déclenchement de la pompe ou un repositionnement de la vanne de régulation, tout en continuant à déplacer le fluide. La réaction plus lente du changement hydraulique minimisera la séparation des colonnes dans la tuyauterie en aval, ce qui réduira les coups de bélier et autres actions négatives associées.