À propos de Calculateur de dimensionnement de pompes
Le calculateur de dimensionnement de pompes détermine la hauteur manométrique totale, la puissance hydraulique et la hauteur nette absolue à l’aspiration (NPSH) d’un réseau de tuyauteries selon les méthodes de l’Hydraulic Institute et de l’EN ISO 9906. Il est utilisé par les ingénieurs mécaniciens pour sélectionner pompes et moteurs, tracer la courbe de réseau et confirmer que le NPSH disponible dépasse le NPSH requis.
Saisissez le débit, la hauteur statique, le fluide et chaque tronçon de tuyauterie avec sa longueur, son diamètre et les pertes de ses accessoires. L’outil renvoie la hauteur manométrique totale, les hauteurs de frottement et dynamique, les puissances à l’arbre et moteur requises, la courbe de réseau et la marge de NPSH, le tout en temps réel.
Fonctionnement
- Calculer la vitesse d’écoulement v = Q / A pour chaque tronçon et le nombre de Reynolds pour classer le régime d’écoulement.
- Déterminer le coefficient de frottement de Darcy (Swamee-Jain en régime turbulent, 64/Re en laminaire) et la perte de charge hf = f * (L/D) * v^2 / (2g), plus les pertes des accessoires.
- Additionner les hauteurs statique, de frottement et dynamique pour obtenir la hauteur manométrique totale, puis dimensionner les puissances à l’arbre et moteur à partir de la puissance hydraulique et des rendements.
- Évaluer le NPSH disponible par rapport à un NPSH requis estimé et construire la courbe de réseau sur la plage de fonctionnement.
Exemple de calcul
De l’eau à 20 °C (masse volumique 998.2 kg/m3) circulant à 5 L/s dans une conduite de 100 mm a une vitesse v = 0.005 / (pi*0.05^2) = 0.637 m/s et une hauteur dynamique hv = 0.637^2 / (2*9.81) = 0.021 m. Sur 50 m, avec un coefficient de frottement d’environ 0.0195 et 5 accessoires, la perte de charge vaut environ 0.31 m : la hauteur manométrique totale est donc 10 + 0.31 + 0.02 = 10.33 m au-dessus d’une élévation statique de 10 m.
Formules
- Pipe velocity
v = Q / (pi * (D/2)^2)- Reynolds number
Re = rho * v * D / mu- Darcy-Weisbach friction head
hf = f * (L/D) * v^2 / (2*g)- Total dynamic head
TDH = staticHead + frictionHead + velocityHead- Required shaft power
P = rho * g * Q * H / (eta_pump * eta_motor)- NPSH available
NPSHa = Patm/(rho*g) + h_suction - hf_suction - Pv/(rho*g)
Normes et références
- Hydraulic Institute
- EN ISO 9906
Questions fréquentes
Qu’est-ce que la hauteur manométrique totale ?
La hauteur manométrique totale est l’énergie totale que la pompe doit fournir au fluide : la hauteur statique plus la hauteur de frottement plus la hauteur dynamique. C’est la hauteur que la pompe doit délivrer au débit de calcul.
Comment la perte de charge est-elle calculée ?
L’outil utilise l’équation de Darcy-Weisbach hf = f * (L/D) * v^2 / (2g) par tronçon, avec le coefficient de frottement issu de l’approximation de Swamee-Jain en régime turbulent ou de 64/Re en laminaire, plus les pertes singulières issues de la somme des coefficients K des accessoires.
Pourquoi le NPSH est-il important ?
Le NPSH disponible doit dépasser le NPSH requis, sinon la pompe cavite et endommage la roue. L’outil calcule le NPSH disponible à partir de la pression atmosphérique, de la hauteur d’aspiration, des pertes à l’aspiration et de la pression de vapeur, puis le compare à un NPSH requis estimé.
Comment la puissance moteur est-elle choisie ?
La puissance à l’arbre requise P = rho * g * Q * H / (eta_pump * eta_motor) est arrondie à la puissance moteur normalisée supérieure, ce qui donne une marge au-dessus du point de fonctionnement hydraulique de calcul.