IV.2. CHOIX DE LA POMPE ÉQUIPEMENTS
HYDRAULIQUES DE POMPES
? Paramètres indispensables pour le calcul
relatif au choix des pompes
- Profil en long des conduites d'aspiration et de refoulement
- Différences d'altitudes entre le plan d'eau le plus bas
dans le puisard d'aspiration et le
point d'arrivée le plus haut dans le réservoir
supérieur.
- Pression effectives régnant à la surface du
liquide dans le puisard d'aspiration et dans
le réservoir supérieur.
- Masse volumique du liquide à pomper et ses variations en
fonction de la température.
- Pression de vapeur saturante du liquide et se variations en
fonction de la température.
- Nature du liquide (visqueux, chargé,...)
- Débit à refouler
- Source d'énergie,
- Hauteur monomérique d'aspiration (ou hauteur de charge)
:
- Suivant la hauteur géométrique d'aspiration, on
choisira soit une pompe à aspiration
en dépression, soit un pompe immergée
entraînée à l'aide d'un moteur situé au niveau
du sol (cas des puits peu profonds), soit encore une pompe
immergée entraînée par un
moteur hermétique immergé (cas des forages et puits
profonds).
- Diamètre et longueur des conduites d'aspiration et de
refoulement (vitesse maximal
dans la conduite d'aspiration : 1,5 m/s ; vitesse maximale dans
la conduite de
refoulement : 2,5 m/s pour les petites pompes (conduites de
diamètre inférieur à 250
mm) et 1,80 m/s pour les grosses pompes (conduites de
diamètre supérieur ou égal à
250 mm) ;
- Nature des conduites d'aspirations ou de refoulement (fonte,
acier, P.V.C, etc...), pour
la détermination des pertes de charge ;
- Altitude par rapport au niveau de la mer ;
- Coût de l'énergie et des conduites, pour calcules
du diamètre économique dans le cas
des stations de pompage importantes ;
- Catalogue des constructeurs des pompes.
IV.2.1- Calcul de la hauteur manométrique pour le
débit de refoulement
Soient M un point de la surface libre (le plan de stations d'eau
le plus bas stations) dans le puisard d'aspiration, et N le point
d'arrivée le plus haut dans le réservoir supérieur.
L'application du théorème de BERNOULLI permet d'avoir la hauteur
manométrique totale d'élévation en mètre de colonne
de liquide à pomper :
= +?A + ?A + -
(1)
avec = Hauteur géométrique totale de refoulement
(différence d'altitude entre le plan du
liquide le plus bas dans le puisard d'aspiration et le point
d'arrivée le plus haut dans le réservoir supérieur;
?A = pertes de charge totales (linéaires
et singulières) dans la conduite d'aspiration ;
?A = pertes de charge totales (linéaires et
singulières) dans la conduite de refoulement.
Soient la longueur de la conduite d'aspiration, la longueur de la
conduite de
refoulement, perte de charge unitaire due au frottement dans la
conduite d'aspiration et
perte de charge unitaires dues aux frottements dans la conduite
de refoulement. Généralement, pour tenir compte des pertes de
charge singulières dans la conduite d'aspiration et de refoulement, on
majore les pertes de charge linéaires de 10 à 20 % suivant la
complexité et la longueur du réseau.
On peut donc écrire que :
?A = (1,10 à 1,20)
?A = (1,10 à 1,20)
= Pression effective régnant à la surface libre du
liquide contenu dans la bâche
d'aspiration.
= Pression effectives régnant à la surface libre du
réservoir supérieur (ou au point
d'arrivée le plus haut de ce réservoir. On peut
écrire :
= + (1,10 à 1,20) + (1,10 à 1,20) ( = )
(2)
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Si = = pression atmosphérique, l'expression (2) devient
:
= + (1,10 à 1,20) + (1,10 à 1,20)
Considérons (voir figure...) une pompe A refoulant une eau
de poids volumique avec un
débit Q à une hauteur H à
l'aide d'une canalisation de longueur L et de diamètre
D. l'écoulement considéré va subir le long de la
canalisation une perte de charge linéaire j et des pertes de charges
locales. L'énergie que doit fournir cette pompe pour refouler l'eau est
celle
qui correspond à une élévation fictive =
H + j. la ligne des niveaux piézométriques étant
la droite M
H
Q
D
J
M
L
Niveau de l'eau
H est la hauteur géométrique
d'élévation
H + j est la hauteur manométrique
d'élévation
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Figure 19: Hauteur manométrique de
refoulement
IV.2.1.1. La pompe de refoulement : puissance à
fournir
La puissance développée par la pompe est celle qui
correspond à un poids d'eau ?. Q
élevé par seconde à la hauteur fictive H +
j, soit .g.Q. . Si la pompe à un rendement , la
puissance qu'il faut fournir par la pompe sera :
? = Débit refoulé en m3/s
? ? = masse volumique du liquide en Kg/m3
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? g = pesanteur (m/s2)
? = hauteur manométrique totale en m de colonne de liquide
pompé
? = rendement de la pompe (l'ordre de grandeur : 0,85). Il est
généralement fourni par les courbes (Q) du constructeur.
Connaissant la hauteur manométrique totale et le
débit à refouler par la pompe, on
utilise les catalogues des constructeurs pour le choix de la
pompe. Pour ce fait, on porte en
ordonnées et en abscisse . L'intersection de la droite
horizontale passant par et de
la droite verticale passant par , donne un point P. on retient la
pompe dont la caractéristique
« Hauteur Manométrique Totale (HMT) en fonction du
débit » est située immédiatement au-dessus de ce
point. Pour le cas ci-après, la pompe de 4 convient.
HMT
4
5 6
3
2
1
Q
7
Après avoir retenu le type de pompe qu'il faut pour
refouler le débit une hauteur
géométrique totale , on précise toutes les
autres caractéristiques (diamètre à l'aspiration et
au refoulement, encombrement etc.) ainsi que le type de moteur
d'entrainement (à partir de la puissance absorbée sur l'arbre de
la pompe.
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Figure 20: Carte actuelle du réseau
d'eau potable de la ville de Bangangté
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