Xylem LOWARA e-LNE Serie Mode D'emploi page 166

NPSH
Les valeurs minimum de fonctionnement qui peuvent être
atteintes par la pompe d'aspiration en bout sont limitées par
l'apparition de la cavitation.
La cavitation est la formation de cavités remplies de vapeur
à l'intérieur de liquides où la pression est réduite localement
à une valeur critique, ou bien où la pression locale est égale
à, ou juste en dessous de la pression de vapeur du liquide.
Les cavités remplies de vapeur s'écoulent avec le courant,
et lorsqu'elles atteignent une zone à pression plus élevée la
vapeur contenue dans les cavités se condense. Les cavités
entrent en collision, générant des ondes de pression qui
sont transmises aux parois. Celles-ci, étant soumises à des
cycles de contrainte, se déforment et cèdent progressivement
sous l'effet de la fatigue. Ce phénomène, caractérisé par un
bruit métallique produit par le martelage sur les parois de la
conduite, est appelé cavitation naissante.
Les dommages causés par la cavitation peuvent être amplifiés
par la corrosion électrochimique et une élévation locale de
la température en raison de la déformation plastique des
parois. Les matériaux qui offrent la plus grande résistance à
la chaleur et à la corrosion sont les aciers alliés, en particulier
en acier austénitique. Les conditions qui déclenchent la
cavitation peuvent être évaluées par le calcul de la hauteur
manométrique d'aspiration nette totale, indiquée dans la
littérature technique par le sigle NPSH (Net Positive Suction
Head).
Le NPSH représente l'énergie totale (exprimée en m) du liquide
mesurée à l'aspiration dans des conditions de cavitation
naissante, à l'exclusion de la pression de vapeur (exprimé en
m) que le liquide présente à l'entrée de la pompe.
Pour trouver la hauteur statique hz à laquelle installer la
machine dans des conditions de sécurité, la formule suivante
doit être vérifiée :
hp + hz ≥ (NPSHr + 0,5) + hf + hpv
où :
hp est la pression absolue appliquée à la surface libre
du liquide dans le réservoir d'aspiration, exprimée
en m de liquide ; hp est le quotient entre la pression
atmosphérique et le poids spécifique du liquide.
hz est la hauteur d'aspiration entre l'axe de la pompe et la
surface libre du liquide dans le réservoir d'aspiration,
exprimée en m ; hz est négatif lorsque le niveau de
liquide est inférieur à l'axe de la pompe.
hf est la perte de charge dans la conduite d'aspiration et ses
accessoires, tels que : raccords, clapet de pied, vanne,
coudes, etc.
hpv est la pression de vapeur du liquide à la température
de fonctionnement, exprimée en m de liquide. hpv est
le quotient entre la pression de vapeur Pv et le poids
spécifique du liquide.
0,5 est le facteur de sécurité.
ANNEXE TECHNIQUE
La hauteur manométrique d'aspiration maximum possible pour
l'installation dépend de la valeur de la pression atmosphérique
(c'est-à-dire l'altitude au-dessus du niveau de la mer à laquelle
la pompe est installée) et de la température du liquide.
Pour aider l'utilisateur, en référence à la température de l'eau
(4 °C) et à l'altitude au-dessus du niveau de la mer, les tableaux
ci-après montrent la baisse de la hauteur manométrique de
la pression hydraulique par rapport à l'altitude au-dessus du
niveau de la mer, et la perte d'aspiration en fonction de la
température .
Température
de l'eau (°C) 20
Perte
d'aspiration (m)
Altitude au-dessus
niveau de la mer (m) 500 1000 1500 2000 2500 3000
Perte d'aspiration (m) 0,55 1,1 1,65 2,2 2,75 3,3
La perte de charge est indiquée dans les tableaux Pertes
de charge de ce catalogue. Pour la réduire à un minimum,
surtout en cas de hauteur manométrique d'aspiration élevée
(plus de 4-5 m) ou dans les limites de fonctionnement avec
des débits élevés, il est recommandé d'utiliser une conduite
d'aspiration ayant un diamètre supérieur à celle de l'orifice
d'aspiration de la pompe.
Il est toujours préférable de positionner la pompe aussi près
que possible du liquide à pomper.
Faire le calcul suivant :
Liquide : eau à ~15°C γ = 1 kg/dm
Débit requis : 25 m
1
Hauteur manométrique pour distribution requise : 70 m.
Hauteur d'aspiration : 3,5 m.
La sélection est une pompe 33SV3G075T dont la valeur
requise NPSH est, à 25 m
Pour eau à 15 °C
hp = Pa / γ = 10,33m, hpv = Pv / γ = 0,174m (0,01701 bar)
La perte de charge Hf dans la conduite d'aspiration avec clapet
de pied est d'environ 1,2 m.
En remplaçant les paramètres dans la formule
valeurs numériques ci-dessus, on a :
10,33 + (-3,5) ≥ (2 + 0,5) + 1,2 + 0,17
à partir de laquelle nous avons : 6,8 > 3,9
La relation est donc vérifiée.
166
40 60 80 90 110
0,2 0,7 2,0 5,0 7,4 15,4 21,5
3
/h
3
/h, de 2 m.
3
1
120
avec les