Lorsqu’une pompe fonctionne à une vitesse excessive et dans des conditions de faible débit, plusieurs conséquences peuvent survenir.
En termes de risques de dommages aux composants mécaniques :
- Pour la roue : lorsque la pompe accélère en survitesse, la vitesse circonférentielle de la roue dépasse la valeur de conception. Selon la formule de la force centrifuge (où est la force centrifuge, est la masse de la roue, est la vitesse circonférentielle et est le rayon de la), entraîne une augmentation significative de la force centrifuge. Cela peut entraîner une charge excessive de la structure de la roue. contrainte, entraînant une déformation, voire une rupture de la roue. Par exemple, dans certaines pompes centrifuges multicellulaires à grande vitesse, une fois la roue rompue, les pales cassées peuvent pénétrer dans d'autres parties de la pompe. corps, causant des dégâts plus graves.
- Pour l'arbre et les roulements : une vitesse excessive fait tourner l'arbre au-delà de la norme de conception, augmentant ainsi le couple et le moment de flexion sur l'arbre. Cela pourrait entraîner une courbure de l'arbre, affectant ainsi la précision de l'ajustement entre l'arbre et les autres composants. Par exemple, la flexion de l'arbre peut entraîner un écart inégal entre la roue et le corps de la pompe, aggravant encore les vibrations et l'usure. Pour les roulements, la survitesse et le fonctionnement à faible débit aggravent leurs conditions de fonctionnement. À mesure que la vitesse augmente, la chaleur de friction des roulements augmente et le fonctionnement à faible débit peut affecter les effets de lubrification et de refroidissement des roulements. Dans des circonstances normales, les roulements dépendent de la circulation de l'huile lubrifiante dans la pompe pour la dissipation thermique et la lubrification, mais l'approvisionnement et la circulation de l'huile lubrifiante peuvent être affectés dans une situation de faible débit. Cela peut entraîner une température excessive du roulement, provoquant une usure, des éraflures et d'autres dommages aux billes ou aux chemins de roulement du roulement, et finalement entraîner une défaillance du roulement.
- Pour les joints : Les joints de la pompe (tels que les garnitures mécaniques et les joints de garniture) sont essentiels pour éviter les fuites de liquide. La survitesse augmente l'usure des joints car la vitesse relative entre les joints et les pièces en rotation augmente, ainsi que la force de frottement. Dans un fonctionnement à faible débit, en raison de l'état d'écoulement instable du liquide, la pression dans la cavité du joint peut fluctuer, affectant davantage l'effet d'étanchéité. Par exemple, la surface d'étanchéité entre les bagues fixes et rotatives d'une garniture mécanique peut perdre ses performances d'étanchéité en raison des fluctuations de pression et du frottement à grande vitesse, entraînant une fuite de liquide, ce qui affecte non seulement le fonctionnement normal de la pompe, mais peut également provoquer pollution de l'environnement.
Concernant la dégradation des performances et la réduction de l’efficacité :
- Pour la hauteur : D'après la loi de similarité des pompes, lorsque la pompe est en survitesse, la hauteur augmente proportionnellement au carré de la vitesse. Cependant, dans un fonctionnement à faible débit, la hauteur manométrique réelle de la pompe peut être supérieure à la hauteur manométrique requise du système, ce qui entraîne un écart du point de fonctionnement de la pompe par rapport au point de meilleur rendement. À ce moment-là, la pompe fonctionne à une hauteur de chute inutilement élevée, gaspillant ainsi de l’énergie. De plus, en raison du faible débit, la résistance à l'écoulement du liquide dans la pompe augmente relativement, réduisant encore davantage l'efficacité de la pompe.
- Pour l'efficacité : L'efficacité de la pompe est étroitement liée à des facteurs tels que le débit et la hauteur d'élévation. Dans un fonctionnement à faible débit, des phénomènes de vortex et de reflux se produisent dans l'écoulement du liquide dans la pompe, et ces débits anormaux augmentent les pertes d'énergie. Dans le même temps, les pertes par frottement entre les composants mécaniques augmentent également en cas de survitesse, réduisant ainsi l'efficacité globale de la pompe. Par exemple, pour une pompe centrifuge ayant un rendement normal de 70 %, en cas de survitesse et de faible débit, le rendement peut diminuer jusqu'à 40 à 50 %, ce qui signifie que plus d'énergie est gaspillée dans le fonctionnement de la pompe plutôt que dans le fonctionnement de la pompe. transporter le liquide.
En termes de gaspillage d’énergie et d’augmentation des coûts d’exploitation :
Cela entraîne une augmentation significative de la consommation d’énergie et des coûts d’exploitation. Par exemple, une pompe qui consomme initialement 100 kilowattheures d'électricité par jour peut augmenter sa consommation électrique jusqu'à 150 à 200 kilowattheures dans un tel état de fonctionnement. À long terme, cela entraînera des pertes économiques considérables pour l’entreprise.
Enfin, le risque de cavitation augmente :
Dans un fonctionnement à faible débit, la vitesse d'écoulement du liquide à l'entrée de la pompe diminue et la pression peut chuter. Selon le principe de la cavitation, lorsque la pression à l'entrée de la pompe est inférieure à la pression de vapeur saturée du liquide, le liquide se vaporise pour former des bulles. Ces bulles s'effondreront rapidement lorsqu'elles entreront dans la zone haute pression de la pompe, générant des ondes de choc locales à haute pression et causant des dommages par cavitation aux composants tels que la roue et le corps de la pompe. Un excès de vitesse peut exacerber ce phénomène de cavitation car les changements de performances de la pompe peuvent encore détériorer les conditions de pression à l'entrée. La cavitation provoquera des piqûres, des trous en forme de nid d'abeille et d'autres dommages sur la surface de la roue, affectant gravement les performances et la durée de vie de la pompe.
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Heure de publication : 06 décembre 2024