Principe de fonctionnement de la pompe à flux mixte submersible

Les pompes submersibles à flux mixte sont des appareils flexibles et efficaces généralement utilisés dans différentes entreprises pour déplacer d'énormes volumes d'eau ou de différents liquides. Ces pompes combinent les qualités des pompes à flux radiant et pivotant, ce qui les rend particulièrement adaptées aux applications nécessitant des débits de flux modérés à élevés avec des pressions de refoulement modérées. Il est important pour les concepteurs, les spécialistes et les clients finaux de comprendre le principe de fonctionnement des pompes à flux mixte submersibles afin de garantir un choix, une activité et un entretien optimaux des pompes. Cet article se penche sur les aspects fondamentaux du fonctionnement de ces pompes, en examinant leurs caractéristiques de conception uniques et leurs qualités fonctionnelles.

Rotation de la turbine

Le cœur d'un siphon à flux mixte sous-marin est son rotor, qui est la partie pivotante chargée de fournir de l'énergie au liquide siphonné. Le rotor est généralement monté sur un arbre associé à un moteur électrique, qui fournit la puissance de rotation. Dans les siphons sous-marins, le moteur et le groupe de siphon sont tous deux conçus pour fonctionner lorsqu'ils sont complètement immergés dans le liquide.

Lorsque le moteur électrique est mis sous tension, il fait tourner la turbine à des vitesses élevées, généralement entre 1450 et 3000 tr/min, en fonction de la conception du siphon et des exigences particulières de l'application. Le fluide à l'intérieur du corps de pompe est soumis à une force centrifuge en raison de cette rotation. Lorsque la turbine tourne, elle attire le liquide à travers le delta du siphon, qui est normalement situé dans la partie inférieure de la sous-unité.

Caractéristiques d'écoulement

La conception hybride de la pompe à flux mixte submersible, qui intègre des aspects des principes d'écoulement centrifuge et axial, est responsable des caractéristiques d'écoulement de ces pompes. Cette nouvelle conception permet à ces siphons de traiter des volumes de liquide plus importants par rapport aux siphons entièrement orientés vers l'extérieur tout en offrant des capacités de tension plus élevées que les siphons à flux pivotant.

Dans un siphon à flux sous-mélangé, le liquide pénètre dans le siphon par le canal de traction, normalement situé dans la partie inférieure de l'unité. Le fluide est accéléré à la fois radialement (vers l'extérieur du centre) et axialement (le long de l'arbre de la pompe) lorsqu'il pénètre dans l'œil de la turbine. Cette augmentation de la vitesse à double sens est essentielle à la capacité du siphon à gérer de manière productive des débits élevés.

Le liquide traverse le siphon selon une direction hélicoïdale. Le fluide gagne en vitesse et en pression à mesure qu'il se déplace dans les passages de la turbine. Les aubes de la turbine sont destinées à diriger le flux sans accroc, limitant ainsi les perturbations et les pertes d'énergie. Le fluide entre dans le diffuseur, ou volute, de la pompe après être sorti de la turbine. Ici, sa vitesse est convertie en énergie de pression.

Conception de la turbine et du carter

Les performances et l'efficacité d'une pompe submersible à flux mixte sont directement liées à la disposition de sa turbine et de son boîtier. La turbine de ces pompes est une pièce de conception exceptionnelle qui consolide les caractéristiques des turbines à flux en spirale (radial) et à flux en moyeu.

La turbine à flux mixte a généralement une forme conique avec des aubes qui se courbent à la fois radialement et de manière pivotante. Ce plan permet à la turbine d'accorder à la fois des parties de vitesse en spirale et en moyeu au liquide. La quantité d'aubes, leur forme et le calcul général de la turbine sont minutieusement mis à niveau pour obtenir les attributs et l'efficacité de flux idéaux.

Voici quelques caractéristiques clés de la conception d'une turbine à flux mixte :

1. Pointe de coupe : La pointe des bords de la turbine est destinée à assurer une harmonie idéale entre le flux étalé et le flux pivotant. Le fluide est guidé le long de son trajet hélicoïdal par cet angle, qui varie de l'entrée à la sortie de la turbine.

2. Forme du tranchant : les bords tranchants sont normalement courbés et peuvent avoir une épaisseur fluctuante sur toute leur longueur pour surveiller réellement le flux de liquide et l'appropriation de la contrainte.

3. Conception couverte : La conception couverte signifie que les aubes sont encastrées dans une plaque de recouvrement sur de nombreuses turbines à flux mixtes. Cette conception réduit les pertes de déversement et augmente encore l'efficacité, en particulier dans les siphons plus grands.

Dans la conception globale de la pompe, le corps de pompe, qui recouvre la roue, joue un rôle tout aussi important. Dans les siphons à flux sous-mélangé, l'emballage comprend généralement :

1. Cloche d'admission : Il s'agit d'une ouverture percée lors de la traction du siphon qui permet de guider facilement le liquide dans la turbine avec une perturbation insignifiante.

2. Volute ou diffuseur : Après avoir quitté la turbine, le liquide pénètre soit dans un diffuseur (une succession d'ailettes fixes) soit dans une volute (une chambre en forme d'enroulement). Les deux plans convertissent l'énergie de vitesse du liquide en énergie de pression et guident le flux vers la sortie de sortie.

3. Mettre des anneaux : Ce sont des pièces remplaçables qui permettent de garder un peu d'espace entre la turbine pivotante et l'emballage fixe, limitant ainsi les déversements vers l'intérieur et maintenant la productivité.

La configuration de l'emballage intègre également des éléments permettant de gérer les forces de poussée du moyeu et de la spirale produites pendant l'activité du siphon, garantissant une exécution fluide et solide sur des périodes prolongées.

Efficacité et portée de charge

La pompe à flux mixte submersible est connue pour sa capacité à maintenir une productivité élevée dans un large éventail de circonstances de travail. Cette marque de fabrique les rend particulièrement importantes dans les applications où les besoins en flux peuvent différer considérablement.

L'efficacité d'un siphon à flux sous-mélangé est généralement plus élevée à son point de consigne, qui correspond au débit et à la pression de consigne vers lesquels le siphon a été mis à niveau. Néanmoins, ces siphons peuvent maintenir une efficacité modérément élevée dans tous les cas, tout en fonctionnant à partir de ce point de consigne. En effet, contrairement aux pompes centrifuges pures, elles peuvent gérer les changements de débit sans affecter autant la pression.

Les plages d'efficacité courantes pour les siphons à flux mixte sous-marins très bien conçus peuvent être comprises entre 75 % et 85 % à leur point de productivité optimal. Cette efficacité est un pourcentage de la capacité du siphon à convertir la puissance d'entrée (du moteur électrique) en puissance hydraulique utile (débit et tension).

Une autre caractéristique importante qui distingue les pompes submersibles à flux mixte est leur plage de hauteur de refoulement. Ces siphons sont équipés pour créer des pressions de refoulement modérées à élevées, allant généralement de 5 à 50 mètres pour chaque étage. Plusieurs étages peuvent être empilés verticalement dans le même corps de pompe pour les applications nécessitant des pressions de refoulement plus élevées, permettant des pressions de refoulement d'au moins 100 mètres.

Sur un graphique de performances de pompe, la relation entre la pression de refoulement et le débit dans les pompes à flux mixtes est généralement représentée par une courbe relativement plate. La capacité de la pompe à maintenir une pression de refoulement relativement constante sur une large plage de débits est indiquée par cette courbe plate, ce qui est avantageux pour de nombreuses applications.

Fabricants de pompes submersibles à flux mixte

Les siphons à flux sous-mélangé de Tianjin Kairun sont conçus pour répondre à de nombreuses applications, du système d'eau et du contrôle des inondations à l'approvisionnement en eau métropolitaine et aux cycles modernes. Des caractéristiques de conception avancées qui améliorent la durabilité, l'efficacité et les caractéristiques de débit sont intégrées à leurs pompes.

Le processus de contrôle qualité de notre entreprise comprend plusieurs étapes d'inspection et de test, notamment :

1. Vérification des matériaux pour garantir l'utilisation d'alliages de haute qualité résistant à la corrosion ; inspection en couches pour garantir la conformité aux réglementations du plan ;

2. Réglage statique et dynamique de la roue pour limiter les vibrations et l'usure

3. Test de pression hydrostatique pour garantir la fiabilité de l'emballage de la pompe

4. Tests de performances pour garantir que le débit, la pression et l'efficacité répondent aux exigences du plan

Ce processus complet de confirmation de qualité garantit que chaque siphon transporté par Tianjin Kairun satisfait ou dépasse les directives de l'industrie et les hypothèses des clients.

Tianjin Kairun accueille favorablement les demandes de clients potentiels. Notre équipe d'experts peut vous aider à sélectionner la bonne pompe en fonction de vos besoins fonctionnels spécifiques et de la portée de votre projet. Les personnes très intéressées peuvent nous contacter à catherine@kairunpump.com pour discuter des conditions préalables et explorer les options disponibles.

References:

1. Grundfos. (n.d.). Submersible pumps. 

2. KSB. (n.d.). Submersible Motor Pumps.

3. Sulzer. (n.d.). Submersible Pumps.