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ROLE D'UNE POMPE

C’est un transformateur d’énergie.
Elle transforme l’énergie mécanique fournie par le moteur thermique ou électrique en une énergie
hydraulique.

        Le schéma ci-dessous montre l'ensemble de l'installation y compris la source d'énergie.




Pour obtenir le débit maxi â la pression maxi
- Il faut que la puissance mécanique installée soit supérieure ~ la puissance hydraulique demandée

                                    P. mécanique > P. hydraulique



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      CALCUL DE LA PUISSANCE HYDRAULIQUE

                                Puissance hydraulique = pression x débit
                                 P (watt) = p (Pascal) x Q (m3 /s)

      Avec les conversions d'unités nous aurons:
                                      P(kw) = p (bar) x Q (l/mn)
                                                      600


     Exemple:
     F = 200 000 N

      Q = 1 x 10-3 m3/s

      S = 100 x 10-4 m2




1)      Détermination de la pression hydraulique
        P = F / S = 200 000 / 100 x 10-4 = 200 .105 Pa


2)      Puissance hydraulique de I’installation
        P = p x Q = 200 .105 x 1 x10-3 = 20 000 W

      Dans cet exemple on ne tient pas compte des rendements

POMPE NON VOLUMETRIQUE

                  Dans les pompes non volumétriques il n'y a pas d'étanchéité entre l'aspiration et le
                  refoulement, les fuites
                  internes sont importantes
                  Ces pompes permettent de très gros débits sous de très faibles pressions
                  La pression de refoulement varie avec la vitesse de rotation
                  On n'emploie pas ces pompes en hydraulique haute pression, les pressions
                  d'utilisation étant trop importantes
                  Exemple d'utilisation : pompe à eau d'automobile, pompe à gas-oil, etc.

POMPE VOLUMETRIQUE

                  Dans les pompes volumétriques l'aspiration est isolée du refoulement Le volume
                  d'huile refoulé par tour est
                  constant
                  Les fuites internes sont réduites au maximum
                  Exemple d'utilisation : circuit haute pression sur pelle hydraulique, etc..




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RENDEMENTS D'UNE POMPE
              Les pompes se différencient par leur débit et leur vitesse de rotation
              Le débit est fonction des rendements de la pompe
   - Rendement Volumétrique (η v)
- Rendement Mécanique (η m)
- Rendement Global         (η g)

RENDEMENT VOLUMETRIQUE
                  C'est le rapport entre le débit réel obtenu au refoulement et le débit théorique
                  compte-tenu de la cylindrée et de la vitesse de rotation de la pompe
                  Le rendement volumétrique s'exprime en pourcentage
                                     η v % = Q réel x 100 / Q théorique

                  La différence entre le Q réel et le Q théorique est due aux fuites internes situées
                  entre l'aspiration et le refoulement1 par les jeux mécaniques
                                   Q théorique - Q réel = fuites internes
                  Les fuites internes sont variables suivant les types de pompes et différentes suivant
                  les causes ci-dessous
   -    température du fluide
   -    viscosité de l'huile
   -    augmentation de pression
   -    vitesse de rotation
   -    vieillissement de la pompe
   -    Température du fluide
                  Dans un circuit hydraulique il y a travail donc il y a échauffement de l'huile Plus l'huile
                  s'élèvera en température plus elle sera fluide ce qui accentuera les fuites internes
   -    Viscosité du fluide
Dans un circuit hydraulique l'huile doit être assez visqueuse pour réduire les fuites internes, mais pas
trop pour ne pas augmenter les pertes de charges La viscosité s'exprime en degrés ENGLER ou en
CENTISTOCKES
   -    Augmentation de pression
                  Les fuites internes varient avec la pression de refoulement par un même jeu
                  mécanique tes fuites augmenteront avec ta pression.
   -    Vitesse de rotation
                  Une trop grande vitesse de rotation peut entraîner au niveau de l'aspiration une
                  cavitation, de ce fait diminuer le volume de refoulement donc réduire te rendement
                  volumétrique

   Vieillissement de la pompe

                  Il est normal que des usures se produisent avec le vieillissement de la pompe ce qui
                  accentue tes jeux donc tes fuites internes




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                  RENDEMENT MECANIQUE : C'est le rapport entre la pression réelle relevée au
                  refoulement et la pression théorique.
      Ce rendement s'exprime en pourcentage.
                                η m % = (p réelle x 100) /( p théorique)
                Différents facteurs font varier le rendement mécanique.
frottement entre les organes mobiles et les organes fixes      aux variations de vitesses et de pression
pertes de charge dues à la viscosité de l'huile                aux difficultés d'écoulement de l'huile
                  RENDEMENT GLOBAL : Le rendement global est le produit du rendement
                  volumétrique et du rendement mécanique. Il s'exprime en pourcentage

                                                (η g)= (η v) x (η m)

                  Il est également fonction du rapport puissance hydraulique et puissance mécanique.
                                       (η g) = Puissance hydraulique / Puissance mécanique

Exemple de calcul : Suivant les caractéristiques d'une pompe hydraulique ci-dessous
                                                Unités pratiques           Unités S.I.
           -Vitesse d'utilisation                   2500 t/mn               41.66 t/s
           -cylindrée                                20 cm3/t             20 10 -6m3/t
           -Pression d'utilisation                  320 bars              320 .10 5Pa
           -Rendement volumétrique (η g)               90%                    90%
           -Rendement global (η g)                    85,5%                  85,5%
Calculer: - La puissance nécessaire pour l'entraînement de la pompe
      -      Le rendement mécanique (η g)
                         Unités S.I.                                        Unités pratiques
Solution

Q théorique                                                Q théorique
20 10 -6 x 41.66 = 0,8332 .10 -3 m 3/s                     20 x 2500 = 50000 cm3lmn 50 I/mn
Q réel- 0,8332 10 -3 x0,90=0,749 .10 -3 m 3/s              Qréel-50x0,90=45 I/mn
Puissance réelle utilisée                                  Puissance réelle utilisée
P=p x Q= 320 .10 5 x 0,749 . 10 -3 = 23999 W               P( ch )=P x Q/ 442= 320x45/ 442= 32,5ch

Puissance d'entraînement de la pompe                       Puissance d'entraînement de la pompe

      Nous savons que :                                           Nous savons que :
      (η g) = Puissance hydr./ Puissance méc.                     (η g) = Puissance hydr./ Puissance méc.
donc Puissance mécanique =P. hyd / (η g)                   donc Puissance mécanique =P. hyd / (η g)
=23999 / 0,855 = 28069 W                                   =32,5 / 0,855 = 38 ch

      Nous savons que:                                           Nous savons que:
P = p(Pa) x Q m 3 / s                                      P(ch) = p(bar) x Q l/mn / 442

donc p = P / Q                                             donc p(bar) = (P(ch) x 442) / Q (l/mn)

Pression théorique = 28069 /0,8332 .10 -3 = 336            Pression théorique = (38 x 442) / 50 = 336 bars
10 5 Pa

                                       (η m) = (p réelle / p théorique ) x 100
                                        (η m) = (320 10 5 / 336 10 5 ) x 100
                                                    (η m) = 95 %
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Pompe a debit fixe

  • 1. NOM : POMPE A DEBIT FIXE GENERALITES PJ ROLE D'UNE POMPE C’est un transformateur d’énergie. Elle transforme l’énergie mécanique fournie par le moteur thermique ou électrique en une énergie hydraulique. Le schéma ci-dessous montre l'ensemble de l'installation y compris la source d'énergie. Pour obtenir le débit maxi â la pression maxi - Il faut que la puissance mécanique installée soit supérieure ~ la puissance hydraulique demandée P. mécanique > P. hydraulique POMPE A DEBIT FIXE.doc http://joho.monsite.orange.fr/ Page 1
  • 2. NOM : POMPE A DEBIT FIXE GENERALITES PJ CALCUL DE LA PUISSANCE HYDRAULIQUE Puissance hydraulique = pression x débit P (watt) = p (Pascal) x Q (m3 /s) Avec les conversions d'unités nous aurons: P(kw) = p (bar) x Q (l/mn) 600 Exemple: F = 200 000 N Q = 1 x 10-3 m3/s S = 100 x 10-4 m2 1) Détermination de la pression hydraulique P = F / S = 200 000 / 100 x 10-4 = 200 .105 Pa 2) Puissance hydraulique de I’installation P = p x Q = 200 .105 x 1 x10-3 = 20 000 W Dans cet exemple on ne tient pas compte des rendements POMPE NON VOLUMETRIQUE Dans les pompes non volumétriques il n'y a pas d'étanchéité entre l'aspiration et le refoulement, les fuites internes sont importantes Ces pompes permettent de très gros débits sous de très faibles pressions La pression de refoulement varie avec la vitesse de rotation On n'emploie pas ces pompes en hydraulique haute pression, les pressions d'utilisation étant trop importantes Exemple d'utilisation : pompe à eau d'automobile, pompe à gas-oil, etc. POMPE VOLUMETRIQUE Dans les pompes volumétriques l'aspiration est isolée du refoulement Le volume d'huile refoulé par tour est constant Les fuites internes sont réduites au maximum Exemple d'utilisation : circuit haute pression sur pelle hydraulique, etc.. POMPE A DEBIT FIXE.doc http://joho.monsite.orange.fr/ Page 2
  • 3. NOM : POMPE A DEBIT FIXE GENERALITES PJ RENDEMENTS D'UNE POMPE Les pompes se différencient par leur débit et leur vitesse de rotation Le débit est fonction des rendements de la pompe - Rendement Volumétrique (η v) - Rendement Mécanique (η m) - Rendement Global (η g) RENDEMENT VOLUMETRIQUE C'est le rapport entre le débit réel obtenu au refoulement et le débit théorique compte-tenu de la cylindrée et de la vitesse de rotation de la pompe Le rendement volumétrique s'exprime en pourcentage η v % = Q réel x 100 / Q théorique La différence entre le Q réel et le Q théorique est due aux fuites internes situées entre l'aspiration et le refoulement1 par les jeux mécaniques Q théorique - Q réel = fuites internes Les fuites internes sont variables suivant les types de pompes et différentes suivant les causes ci-dessous - température du fluide - viscosité de l'huile - augmentation de pression - vitesse de rotation - vieillissement de la pompe - Température du fluide Dans un circuit hydraulique il y a travail donc il y a échauffement de l'huile Plus l'huile s'élèvera en température plus elle sera fluide ce qui accentuera les fuites internes - Viscosité du fluide Dans un circuit hydraulique l'huile doit être assez visqueuse pour réduire les fuites internes, mais pas trop pour ne pas augmenter les pertes de charges La viscosité s'exprime en degrés ENGLER ou en CENTISTOCKES - Augmentation de pression Les fuites internes varient avec la pression de refoulement par un même jeu mécanique tes fuites augmenteront avec ta pression. - Vitesse de rotation Une trop grande vitesse de rotation peut entraîner au niveau de l'aspiration une cavitation, de ce fait diminuer le volume de refoulement donc réduire te rendement volumétrique Vieillissement de la pompe Il est normal que des usures se produisent avec le vieillissement de la pompe ce qui accentue tes jeux donc tes fuites internes POMPE A DEBIT FIXE.doc http://joho.monsite.orange.fr/ Page 3
  • 4. NOM : POMPE A DEBIT FIXE GENERALITES PJ RENDEMENT MECANIQUE : C'est le rapport entre la pression réelle relevée au refoulement et la pression théorique. Ce rendement s'exprime en pourcentage. η m % = (p réelle x 100) /( p théorique) Différents facteurs font varier le rendement mécanique. frottement entre les organes mobiles et les organes fixes aux variations de vitesses et de pression pertes de charge dues à la viscosité de l'huile aux difficultés d'écoulement de l'huile RENDEMENT GLOBAL : Le rendement global est le produit du rendement volumétrique et du rendement mécanique. Il s'exprime en pourcentage (η g)= (η v) x (η m) Il est également fonction du rapport puissance hydraulique et puissance mécanique. (η g) = Puissance hydraulique / Puissance mécanique Exemple de calcul : Suivant les caractéristiques d'une pompe hydraulique ci-dessous Unités pratiques Unités S.I. -Vitesse d'utilisation 2500 t/mn 41.66 t/s -cylindrée 20 cm3/t 20 10 -6m3/t -Pression d'utilisation 320 bars 320 .10 5Pa -Rendement volumétrique (η g) 90% 90% -Rendement global (η g) 85,5% 85,5% Calculer: - La puissance nécessaire pour l'entraînement de la pompe - Le rendement mécanique (η g) Unités S.I. Unités pratiques Solution Q théorique Q théorique 20 10 -6 x 41.66 = 0,8332 .10 -3 m 3/s 20 x 2500 = 50000 cm3lmn 50 I/mn Q réel- 0,8332 10 -3 x0,90=0,749 .10 -3 m 3/s Qréel-50x0,90=45 I/mn Puissance réelle utilisée Puissance réelle utilisée P=p x Q= 320 .10 5 x 0,749 . 10 -3 = 23999 W P( ch )=P x Q/ 442= 320x45/ 442= 32,5ch Puissance d'entraînement de la pompe Puissance d'entraînement de la pompe Nous savons que : Nous savons que : (η g) = Puissance hydr./ Puissance méc. (η g) = Puissance hydr./ Puissance méc. donc Puissance mécanique =P. hyd / (η g) donc Puissance mécanique =P. hyd / (η g) =23999 / 0,855 = 28069 W =32,5 / 0,855 = 38 ch Nous savons que: Nous savons que: P = p(Pa) x Q m 3 / s P(ch) = p(bar) x Q l/mn / 442 donc p = P / Q donc p(bar) = (P(ch) x 442) / Q (l/mn) Pression théorique = 28069 /0,8332 .10 -3 = 336 Pression théorique = (38 x 442) / 50 = 336 bars 10 5 Pa (η m) = (p réelle / p théorique ) x 100 (η m) = (320 10 5 / 336 10 5 ) x 100 (η m) = 95 % POMPE A DEBIT FIXE.doc http://joho.monsite.orange.fr/ Page 4