CH13 - Pompe Centrifuge Poussées Hydraulique [PDF]

Zitiervorschau

ABB PS&S SpA

POUSSEES HYDRAULIQUES

1.3-1

Formation – pompes centrifuges

POUSSEES HYDRAULIQUES SUR UN ROTOR DE POMPE

2009

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POUSSEES HYDRAULIQUES

1.3-2

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POUSSEES HYDRAULIQUES

. Poussée axiale sur une roue Moyens d'équilibrage de la poussée axiale Poussée axiale sur un rotor Dispositifs d'équilibrage

1.3-3

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1.3-4

Poussée axiale sur une roue

P2 FS FS

FD

P1

La poussée axiale sur une roue est due à l'écart des surfaces sur les quelles la pression de refoulement s'applique Cette poussée peut avoir une amplitude importante Plusieurs méthode existe pour diminuer ces efforts : Ailettes dorsales Bagues d'usure dorsale avec trous d'équilibrage Roue à double aspiration Piston d'équilibrage Montage roues dos à dos ( pompe multi-étagée )

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1.3-5

Poussée axiale sur une roue

P2

P2

P2 FS

FD

FS

P1

Poussée axiale sur la roue ( Fhyd ) Poussée dynamique FD : variation quantité mouvement dans la roue ( dépend de : vitesse fluide et densité ) Poussée statique FS : effet de la pression sur les faces de la roue

Fhyd

Fhyd

Fhyd = FS + FD En règle générale, la résultante de la poussée axiale est dirigée vers l'aspiration :

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1.3-6

Poussée axiale sur une roue : Exemple

R2

R1 R0 Soit une roue tel que : R2 = 160 mm R1 = 62,5 mm R0 = 20 mm Pour une vitesse de 1450 T/mn avec Hmt : 38 m à débit nul La poussée axiale est de : 3310 N Pour une vitesse de 2900 T/mn La poussée axiale est de : 13240 N NOTA : La poussée axiale sera maximum pour les faibles débits ( Hmt élevée )

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1.3-7

D0

D1

D2

Poussée axiale sur une roue

Exemple : Roue de pompe multi-étagée Débit : Vitesse pompe : Hauteur manométrique roue : Diamètre extérieure roue D2 : Diamètre extérieure roue D1 : Diamètre entrée roue D0 :

97 m3/h 3800 T/mn 259 m 330 mm 205 mm 135 mm

Poussée axiale roue :

62 000 N

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1.3-8

Poussée axiale sur une roue

P2

P2

P2

P1

Equilibrage par ailettes dorsales Les ailettes dorsales permettent de diminuer la poussée axiale sur la face dorsale de la roue sans ailettes dorsales

Fhyd

avec ailettes dorsales Fhyd=0

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1.3-9

Poussée axiale : équilibrage avec bagues

P2

P2

P2

P1

P1

Équilibrage par bagues d'étanchéité avant et arrière Le système d'équilibrage bagues d'usure arrières avec trou de décharge dans la roues permet de diminuer la poussée axiale sur la face dorsale de la roue sans équilibrage

Fhyd

avec équilibrage Fhyd =0

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1.3-10

Poussée axiale : équilibrage avec roue à double aspiration

Dans le cas d'une roue à double aspiration la poussée axiale du rotor est théoriquement nulle

Une poussée axiale résiduelle existe cependant due par exemple aux tolérances de fabrication Roues non identiques Ces pompes sont donc équipées d'une butée : Exemple : pompe SULZER CD

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1.3-11

Poussée axiale sur une pompe multi-étagée

Principe d'équilibrage axiale d'un rotor de pompe multi-étagée avec piston d'équilibrage. Evaluation des poussées hydrauliques

Pref

P2

Pref Pasp

P2

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1.3-12

Poussée axiale sur une pompe multi-étagée

Principe d'équilibrage axiale d'un rotor de pompe multi-étagée avec piston d'équilibrage

P2

Pref

Pref

Pasp

P2

Piston d'équilibrage

Ligne d'équilibrage

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1.3-13

Poussée axiale sur une pompe multi-étagée

P21

P22

P asp

P2n

P12

P1n

PP

P asp.

Rp Ra

Fhyd1

Fhydn

Fhyd2

FAP

Equilibrage de la poussée axiale totale du rotor avec piston d'équilibrage

Fhyd = FS + FD

Poussée axiale sur une roue Poussée axiale sur le rotor

FhydT =

Pression amont piston équilibrage

Conditions d'équilibrage lorsque : Avec hypothèse Pasp