La pompe centrifugedans tous ses états
Jean-Jacques Crassard
Chapitre I
Comment ça marche?
(La pompe centrifuge vue de l'intérieur)
11
I - Principe: le trou dans le seau
II - Du seau à la roue mobile
- Le distributeur, la roue mobile, le corps de pompe, le système d'entraînement
III - Différents types de roues centrifuges
- Radiale, semi-axiale, ouverte, fermée, mono et multicanale
IV - Courbe caractéristique et droite de Euler
- Débit, pression, pertes
V - Forme du corps de pompe, poussée axiale et radiale
- Corps volute, corps circulaire
Chapitre II
Autour de la pompe
(Technologie et terminologie)
19
I - Les grandes familles
I - 1 - Les pompes volumétriques
I - 2 - Les pompes hélicoïdes ou axiales
II - Les étanchéités
II - 1 - Les étanchéités statiques
II - 2 - Les étanchéités dynamiques: presse-étoupe, garniture mécanique, joint à lèvre
III - Variantes technologiques
III - 1 - Pompes auto-amorçantes
III - 2 - Pompes monocellulaires et multicellulaires
III - 3 - Les pompes en ligne et les autres
Chapitre III
Culture physique
(Quelques notions utiles.Les unités légales et... les autres)
33
I - Quelques notions de physique utiles en hydraulique
I - 1 - La masse et le poids
I - 2 - La force et la pression
I - 3 - La masse volumique et la densité
I - 4 - Appliquons toutes ces notions à de l'eau
I - 5 - La pression relative et la pression absolue
I - 6 - L'énergie, la puissance, le travail et le rendement
I - 7 - deux façons de voir le débit
II - Les unités légales et... les autres
(Quelques unités utiles en hydraulique)
II - 1 - La pression
II - 2 - Le débit volumique
II - 3 - La vitesse de rotation
II - 4 - Electricité
II - 5 - Génie climatique
Tableau d'équivalences
III - Pompes en série, pompes en parallèle.
IV - Le théorème de Bernoulli est-il incontournable?
V - Le bruit (Petit précis d'acoustique)
V - 1 - Définir le bruit
V - 2 - Limiter l'émission du bruit
V - 3 - Limiter la propagation du bruit
VI - Chimie de l'eau - Corrosion et entartrage (Quelques notions utiles)
Chapitre IV
Théorie de l'évolution
(La pompe centrifuge s'adapte à son environnement)
53
I - En chauffage et en climatisation
I - 1 - Circulateur
I - 2 - Rotor
I - 3 - Noyé
I - 4 - Avantages de la technologie rotor noyé
I - 5 - Inconvénients
I - 6 - Alors, rotor noyé ou moteur ventilé?
II - Le bouclage d'eau chaude sanitaire
II - 1 - Le matériau de la volute
II - 2 - Le moteur électrique
II - 3 - Le démontage
III - En adduction d'eau, surpression et irrigation
III - 1 - L'hydroéjecteur
III - 2 - La pompe suspendue
III - 3 - La pompe à ligne d'arbre
III - 4 - Le groupe électropompe immergé
III - 5 - Pompe de surface ou pompe immergée?
IV - En relevage et assainissement
IV - 1 - Roue à aubes semi-ouverte
IV - 2 - Roue monocanale ou multicanale
IV - 3 - Roue vortex
IV - 4 - Roue dilacératrice
IV - 5 - Pompes submersibles et pompes en fosse sèche
IV - 6 - Le moteur électrique
IV - 7 - Refroidissement des moteurs
A - Pompes submersibles en fonte
B - Pompes submersibles en acier inoxydable
C - Pompes en fosse sèche
V - 8 - Les étanchéités
Chapitre V
Rencontre avec une pompe
(Une pompe centrifuge se détermine avec soin)
71
I - La perte de charge
I - 1 - Les pertes de charge linéaires
I - 2 - Les pertes de charge singulières
II - La courbe de réseau
III - Le bon choix
IV - Le circulateur de chauffage
IV - 1 - Le débit
IV - 2 - Les besoins calorifiques
IV - 3 - la puissance installée
IV - 4 - La chute de température
IV - 5 - Le calcul du débit
IV - 6 - La HMT (Hauteur Manométrique Totale)
IV - 7 - Méthode de calcul simplifiée
IV - 8 - Le choix du circulateur
IV - 9 - Quelle sera l'incidence du sur ou sous-dimensionnement sur le débit de l'installation?
IV - 10 - Choisir une pompe surdimensionnée comporte certains risques et inconvénients
IV - 11- Quel est le degré de fiabilité des calculs?
V - Circulateurs doubles: une ou deux têtes en fonctionnement?
V - 1 - Le débit sera-t-il divisé par deux?
V - 2 - La température chutera-t-elle de façon importante?
V - 3 - Comment la chaudière réagira-t-elle?
VI - Le circulateur sanitaire
VI - 1 - A quoi sert-il?
VI - 2 - Pourquoi un circulateur "sanitaire"?
VI - 3 - Détermination du débit et de la HMT
VII - Pompe pour l'adduction d'eau et l'irrigation
VII - 1 - Calcul du débit - Adduction d'eau à usage domestique et fermes
VII - 2 - Calcul du débit - Adduction d'eau à usage collectif
VII - 3 - Calcul du débit - Irrigation
VII - 4 - Calcul de la HMT - Pompe de surface en aspiration ou pompe immergée
VII - 5 - Calcul de la HMT- Pompe de surface en charge
VII- 6 - La hauteur géométrique
VII - 7 - La perte de charge
VII - 8 - La pression utile
VII - 9 - La pression de charge
VII - 10 - La hauteur d'aspiration - NPSH
VII - 11 - De la pompe au surpresseur
VII - 12 - Volume du réservoir
A - La pression de service
B - Le volume total du réservoir
VIII - Les pompes et stations d'assainissement
VIII - 1 - Types d'utilisations
A - Eaux usées domestiques
B - Eaux usées urbaines et rurales
C - Eaux usées industrielles
D - Eaux pluviales
VIII - 2 - Relèvement et refoulement
VIII - 3 - Détermination du débit
A - Habitat seul
B - Agglomérations
VIII - 4 - Détermination de la HMT
A - Hauteur géométrique
B - Pertes de charge linéaires et singulières
C - Détermination du diamètre de la tuyauterie
VIII - 5 - Choix des pompes
A - Pompe de secours
B - Le débit et la pression
VIII- 6 - Pompes en parallèle
VIII - 7 - Densité et viscosité
VIII - 8 - Volume de marnage et volume total de la station
A - Station équipée d'une seule pompe
B - Station équipée de plusieurs pompes
C - Niveau d'arrêt des pompes
D - Niveau de marche des pompes
VIII - 9 -Types de réseaux
A - Le système unitaire
B - Le système séparatif
C - Le système pseudo-séparatif
VIII - 10 - Réseaux non gravitaires
A - Réseaux d'assainissement sous pression
B - Réseaux d'assainissement sous vide
C - Réseaux d'assainissement sous pression par aéro-éjecteur
IX - Le rendement global des pompes
IX - 1 - Le calcul du rendement global
IX - 2 - Cas particulier: la pompe immergée
Chapitre VI
Et pourtant elle tourne
(Quelques notions d'électricité appliquées à la pompe)135
I - Notions de base
I - 1 - La loi d'Ohm
I - 2 - L'effet Joule
I - 3 - La puissance
I - 4 - L'énergie
I - 5 - La quantité d'électricité
I - 6 - Le courant continu
I - 7 - Le courant alternatif
I - 8 - Courant alternatif et moteurs asynchrones
I - 9 - Quelques termes et leur signification
I - 10 - Tensions simples et tensions composées
I - 11 - Tension maximale et tension efficace
I - 12 - Puissance apparente, active et réactive
I - 13 - Redressement du facteur de puissance
II - Electricité et sécurité
II - 1 - Les six façons de s'électriser
II - 2 - Le choc électrique
II - 3 - Tension de sécurité
II - 4 - Le court-circuit
II - 5 - La surcharge
II - 6 - Protection contre les chocs électriques
A - Contact direct
B - Contact indirect
C - Protection contre les contacts directs
D - Protection contre les contacts indirects
E - Protection contre les effets thermiques
F - Règles d'installation et d'entretien
II - 7 - Travaux hors tension
III - Les moteurs électriques asynchrones
III - 1 - Les différents types de moteurs
A - Le moteur à courant continu
B - Le moteur synchrone
C - Le moteur universel
D - Le moteur pas à pas
E - Le moteur à aimant permanent
III - 2 - Le moteur électrique asynchrone - Généralités
III - 3 - Principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone
III - 4 - Composition d'un moteur asynchrone
III - 5 - Fréquence de rotation d'un moteur asynchrone
A - P: le nombre de paires de pôles
B - g: le glissement
C - f: la fréquence
III - 6 - Le moteur asynchrone monophasé
A - Constitution
B - Principe de fonctionnement
C - La phase auxiliaire
D - Phase auxiliaire et résistance
E - Phase auxiliaire et inductance
F - Phase auxiliaire et condensateur
III - 7 - Relation entre puissance, intensité, rendement, vitesse et cosinus phi
III - 8 - Moteurs asynchrones et pompes centrifuges
A - Moteur ventilé standard
B - Moteur asynchrone à rotor noyé
C - Moteur immergé
D - Moteur submersible
III - 9 - La plaque signalétique du moteur
A - Moteur ventilé standard
B - Moteur à rotor noyé
C - Moteur immergé
D - Moteur submersible
IV - Les câbles électriques
IV - 1 - Quelques généralités
A - Définition et constitution des câbles
B - L'âme conductrice
C - L'enveloppe isolante
D - La gaine
IV - 2 - Section des câbles et nombre de conducteurs
IV - 3 - Détermination de la section des câbles
IV - 4 - Les différentes catégories de câbles
A - Les câbles domestiques
B - Les câbles industriels
C - Les câbles pour courants faibles
D - Les câbles spéciaux
IV - 5 - L'identification
V - Notions d'électromécanique
V - 1 - Fonction de commande
V - 2 - Fonction de puissance
V - 3 - Fonction de protection
A - Protection contre les surcharges
B - Protection contre les courts-circuits
C - Protection contre les défauts d'isolement
V - 4 - Fonction de sectionnement
V - 5 - Quelques symboles graphiques des schémas électriques
A - Contacts (commande)
B - Commutateurs unipolaires (commande)
C - Signalisation
D - Organes de commande - Relais, contacteurs
E - Appareillage de puissance
F - Moteurs, transformateurs
V - 6 - Raccordement électrique des moteurs triphasés (étoile et triangle)
V - 7 - Les différents types de démarrage
A - Démarrage direct
B - Démarrage étoile-triangle
C - Le démarreur ralentisseur progressif électronique
Chapitre VII
Lorsque la pompe est la...
(Installation et mise en service)
175
I - Généralités
I - 1 - Raccordement électrique
I - 2 - Est-elle prête à démarrer?
I - 3 - Mise en route de la pompe
I - 4 - Refroidissement des moteurs ventilés
I - 5 - Sens de rotation d'un moteur asynchrone
I - 6 - Que se passe-t-il lorsqu'une pompe tourne à l'envers?
I - 7 - Contrôle du sens de rotation
I - 8 - Le clapet anti-retour (ou clapet de retenue)
A - Un clapet de bonne qualité
B - A l'aspiration ou au refoulement de la pompe?
C - Un seul clapet anti-retour
II - Circulateur de chauffage à rotor noyé
II - 1 - Position du circulateur
II - 2 - Raccordement électrique
II - 3 - Le raccordement à la tuyauterie
II - 4 - Mise en marche du circulateur
III - Pompes de surface - Adduction et surpression
III - 1 - L'amorçage
IV - Les pompes immergées
IV - 1 - Contrôles avant l'installation
IV - 2 - Refroidissement du moteur
IV - 3 - La régulation de niveau
A - Régulation par électrodes (ou sondes) de niveau
B - Régulation par sous-intensité
V - Pompes horizontales sur socle
V - 1 - L'alignement
V - 2 - Le presse-étoupe
VI - Le surpresseur - Choix et réglage du pressostat - La pression d'air du réservoir
VI - 1 - Les seuils
VI - 2 - Le pouvoir de coupure
VI - 3 - Le nombre de contacts
VI - 4 - Le type de contacts
VI - 5 - La plage de fonctionnement
VI - 6 - Méthode de réglage
VI - 7 - Valeurs de réglage (pressostat et pression d'air du réservoir)
VII - Pompes de relevage et d'assainissement
VII - 1 - Fonctionnement continu ou intermittent
VII - 2 - Périodicité des contrôles
VII - 3 - Que contrôler?
Chapitre VIII
Prévenir ou guérir?
(Installation et entretien)
195
I - De la puissance hydraulique à la puissance électrique
I - 1 - Les différents niveaux de puissance
I - 2 - La puissance hydraulique P4
I - 3 - La puissance mécanique P3
I - 4 - La puissance mécanique P2
I - 5 - La puissance électrique P1
I - 6 - Applications pratiques
A - Diagnostic sur l'état de santé d'une pompe et de son moteur
B - Retrouver un point de fonctionnement (Q, H) à partir d'une mesure de tension et d'intensité
II - Erosion et cavitation
II - 1 - L'érosion - Origine
II - 2 - L'érosion - Diagnostic et remède
II - 3 - La cavitation - Origine
II - 4 - La cavitation - Diagnostic et remède
III - Calculs de NPSH en circuit fermé
IV - Deux ou trois choses utiles
IV - 1 - Le coup de bélier
A - Le délai de réflexion
B - La puissance du coup de bélier
C - Les moyens de protection
IV - 2 - Détermination et pression d'air du vase d'expansion fermé
A - Détermination du volume d'eau d'une installation
B - Détermination du volume de dilatation d'une installation
C - Détermination du volume total du vase
D - Détermination de la pression statique de l'installation
E - Pression d'air dans le vase d'expansion
IV - 3 - Calcul du diamètre de diaphragme
IV - 4 - Problème de circulateur ou problème d'équilibrage?
IV - 5 - Des manomètres, partout des manomètres!
Chapitre IX
Aujourd'hui c'est déjà demain
(Les évolutions présentes et avenir)
219
I - Variation de vitesse sur les pompes centrifuges
I - 1 - Pourquoi faire varier la vitesse?
I - 2 - Les applications
I - 3 - La pompe à vitesse variable, organe de régulation?
I - 4 - Influence de la vitesse variable sur les différentes courbes d'une pompe centrifuge
I - 5 - Autres avantages procurés par la vitesse variable
I - 6 - Comment faire varier la vitesse de rotation d'un moteur asynchrone?
A - Le train d'ondes
B - Le hachage de phase
C - La variation de fréquence
I - 7 - Principe de fonctionnement d'un variateur de fréquence
II - La régulation
II - 1 - Les différents types de régulation et leur domaine d'emploi
A - La régulation Tout-Ou-Rien - TOR)
B - La régulation continue (analogique)
II - 2 - La boucle ou chaîne de mesure analogique
II - 3 - Boucle ouverte et boucle fermée
II - 4 - La régulation Proportionnelle et Intégrale (et Dérivée)
A - La régulation Proportionnelle (P)
B - La régulation Intégrale (I)
C - La régulation Proportionnelle - Intégrale (PI)
D - Le mode dérivé (D)
III - Le prix de la régulation et de la vitesse variable
IV - Communication et télégestion
V - Prospective
V - 1 - Plus de souplesse?
V - 2 - Plus de communication?
V - 3 - Plus de rendement? (le moteur à aimant permanent)