Le risque de cavitation d' une pompe
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Cas d’ une pompe montée en charge
On envisage une installation dans laquelle une pompe montée en charge aspire un liquide contenu dans un réservoir situé à la côte z1 ; La référence des côtes z = 0 est prise sur l’ axe horizontal passant par l’ arbre entraînant la roue de la pompe.
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En appliquant le théorème de Bernoulli entre les points 1 et e, on obtient :
H 1 – J = H e
(avec H 1 ,H e la charge (Head en anglais) aux points 1 et e et J le terme représentant les pertes de charges dans la conduite d’ aspiration), soit :
En supposant que la section du réservoir d’ alimentation est grande devant celle de la conduite d’ aspiration, on peut négliger v1 devant ve ce qui donne :
{A}
La condition de non-cavitation de la pompe laisse penser que la pression du liquide à l’ entrée de la pompe Pe doit être supérieure à la pression de vapeur saturante PS du liquide à la température de l’ écoulement soit :
{B}
condition qui permet d’ écrire selon {A} :
Or la condition {B} n’ est en réalité pas suffisante car il existe des zones dans la pompe où la pression est inférieure à Pe ; Cette Dp , qui dépend de la pompe et du débit, est donnée par le constructeur de la pompe sous la forme d’ une grandeur appelée NPSH requis (homogène à une hauteur). [NPSH pour Net Positive Succion Head].
On appelle : NPSH disponible la différence :
La condition de non-cavitation de la pompe est :
NPSH disponible > NPSH requis
C’ est à dire :
Exemple : Le graphe ci-dessous donne l’ allure générale de l’ évolution du NPSH requis en fonction du débit-volume.
Pour satisfaire à la condition de non-cavitation de la pompe, il faudrait :
q Rendre les pertes de charge dans la conduite d’ aspiration le plus faible possible.
q Eviter que la pression P1 soit trop faible.
q Eviter que la température de l’ écoulement soit « élevée » ( Ps est une fonction croissante de la température Þ l’ écart P1 - Ps diminue alors).
Il est parfois nécessaire d’ accepter un débit plus faible pour diminuer le NPSH requis.
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Richard Mauduit
