Pour la manutention des liquides, les pompes \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives r\u00e9pondent \u00e0 un besoin entre les conceptions centrifuges et volum\u00e9triques. Ils combinent une pression de refoulement \u00e9lev\u00e9e des types \u00e0 d\u00e9placement avec le fonctionnement flexible des centrifugeuses. Il s'agit d'un type \u00e0 haute hauteur de faible capacit\u00e9 utilis\u00e9 sur des t\u00eates allant jusqu'\u00e0 5 400 pieds (1 645 m) et dans des capacit\u00e9s allant jusqu'\u00e0 150 gpm (34 m3\/h). Les pompes \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives sont connues sous plusieurs noms, tels que vortex, p\u00e9riph\u00e9rique et r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative. Aucun de ceux-ci ne donne une v\u00e9ritable description de la pompe, mais la turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative est la plus proche. Plusieurs types de pompes rotatives ont \u00e9t\u00e9 appel\u00e9es \u00ab turbine \u00bb. Parmi eux se trouvent le type de diffuseur \u00e0 arbre horizontal et la centrifugeuse \u00e0 puits profond \u00e0 arbre vertical. Le fonctionnement de la petite pompe \u00e0 grosse t\u00eate, la pompe \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative, est abord\u00e9 ici.<\/p>\n\n\n\n
Il montre des coupes transversales \u00e0 travers une pompe \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative. Il montre que la construction g\u00e9n\u00e9rale ressemble beaucoup \u00e0 celle de nombreux petits mod\u00e8les centrifuges. Son arbre, souvent en acier inoxydable, est soutenu par deux roulements \u00e0 billes. La roue est en porte-\u00e0-faux, une construction courante pour les pompes centrifuges. La pompe est g\u00e9n\u00e9ralement fournie en standard avec une garniture m\u00e9canique. La principale diff\u00e9rence entre les pompes \u00e0 turbine centrifuges et r\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives r\u00e9side dans la roue. Dans la pompe \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative, une double rang\u00e9e d'aubes est d\u00e9coup\u00e9e dans le bord de la roue. Ces aubes tournent dans un canal, le liquide entre \u00e0 l'aspiration et est capt\u00e9 par les aubes de la roue. Apr\u00e8s avoir effectu\u00e9 pr\u00e8s d'un tour dans le canal annulaire, le fluide a une vitesse \u00e9lev\u00e9e qui l'envoie vers l'ext\u00e9rieur. Le liquide entrant dans la roue d\u2019une pompe centrifuge ne peut passer entre ses aubes qu\u2019une seule fois. De l'\u00e9nergie y est ajout\u00e9e uniquement en allant de l'\u0153il de la turbine \u00e0 son bord. Dans une pompe \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative, le liquide recircule entre les aubes de la roue. En raison de cette action, le fluide s'\u00e9coule selon un chemin semblable \u00e0 un filetage (h\u00e9lico\u00efdal) lorsqu'il est entra\u00een\u00e9 vers l'avant. Par cons\u00e9quent, l'\u00e9nergie est ajout\u00e9e au fluide dans un mouvement r\u00e9g\u00e9n\u00e9rateur par les aubes de la turbine lors de son passage de l'aspiration au refoulement. Cette action r\u00e9g\u00e9n\u00e9ratrice a le m\u00eame effet que celle d\u2019une pompe centrifuge \u00e0 plusieurs \u00e9tages. Dans une centrifugeuse \u00e0 plusieurs \u00e9tages, la pression du fluide est le r\u00e9sultat de l'\u00e9nergie ajout\u00e9e au cours des diff\u00e9rentes \u00e9tapes. De la m\u00eame mani\u00e8re, dans une pompe \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative, la pression \u00e0 sa sortie est le r\u00e9sultat de l'\u00e9nergie ajout\u00e9e au fluide par un certain nombre d'aubes de la roue.<\/p>\n\n\n\n
La principale diff\u00e9rence entre une pompe \u00e0 turbine centrifuge et une pompe \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative est que le fluide ne traverse une turbine centrifuge qu'une seule fois, tandis que dans une turbine, il effectue de nombreux voyages \u00e0 travers les aubes. En se r\u00e9f\u00e9rant au diagramme en coupe transversale, les aubes de la roue se d\u00e9placent dans la zone d'\u00e9coulement du passage du canal d'eau. Une fois que le liquide p\u00e9n\u00e8tre dans la pompe, il est dirig\u00e9 vers les aubes, qui poussent le fluide vers l'avant et transmettent une force centrifuge vers l'ext\u00e9rieur \u00e0 la p\u00e9riph\u00e9rie de la roue. Un flux circulatoire ordonn\u00e9 est donc impos\u00e9 par l\u2019aube de la roue, ce qui cr\u00e9e une vitesse de fluide. La vitesse du fluide (ou \u00e9nergie cin\u00e9tique) est alors disponible pour la conversion en d\u00e9bit et en pression en fonction de la r\u00e9sistance \u00e0 l'\u00e9coulement du syst\u00e8me externe, comme sch\u00e9matis\u00e9 par une courbe du syst\u00e8me.<\/p>\n\n\n\n
Il est utile de noter \u00e0 ce stade que, afin d'\u00e9viter la perte interne de la capacit\u00e9 de cr\u00e9ation de pression d'une turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative MTH, des jeux internes \u00e9troits sont n\u00e9cessaires. Dans de nombreux cas, en fonction de la taille de la pompe, le jeu entre la turbine et le corps peut \u00eatre aussi petit qu'un milli\u00e8me de pouce de chaque c\u00f4t\u00e9. Par cons\u00e9quent, ces pompes ne conviennent que pour des applications avec des fluides et des syst\u00e8mes propres. Dans certains cas, une cr\u00e9pine d\u2019aspiration peut \u00eatre utilis\u00e9e avec succ\u00e8s pour prot\u00e9ger la pompe.<\/p>\n\n\n\n
Ensuite, lorsque le flux circulatoire est impos\u00e9 au fluide et atteint la p\u00e9riph\u00e9rie du canal de fluide, il est ensuite redirig\u00e9 par les canaux de fluide de forme sp\u00e9ciale, autour du c\u00f4t\u00e9 de la roue, et de nouveau dans le diam\u00e8tre int\u00e9rieur des aubes de la turbine de la turbine, o\u00f9 le le processus recommence. Ce cycle se produit plusieurs fois lorsque le fluide traverse la pompe. Chaque passage \u00e0 travers les aubes g\u00e9n\u00e8re une plus grande vitesse du fluide, qui peut ensuite \u00eatre convertie en plus de pression. Les multiples cycles traversant les aubes de la turbine sont appel\u00e9s r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration, d'o\u00f9 le nom de turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative. Le r\u00e9sultat global de ce processus est une pompe avec une capacit\u00e9 de cr\u00e9ation de pression dix fois ou plus sup\u00e9rieure \u00e0 celle d'une pompe centrifuge avec le m\u00eame diam\u00e8tre de roue et la m\u00eame vitesse.<\/p>\n\n\n\n
Dans certaines conceptions concurrentes, vous constaterez que seule une turbine unilat\u00e9rale est utilis\u00e9e. Cette conception souffre d'une charge de pouss\u00e9e en direction du moteur qui doit \u00eatre support\u00e9e par les roulements du moteur. Les turbines MTH utilisent une conception de turbine flottante \u00e0 deux c\u00f4t\u00e9s qui cr\u00e9e une pression \u00e9gale des deux c\u00f4t\u00e9s. Cela pr\u00e9sente l'avantage de permettre \u00e0 la pression de la pompe d'auto-centrer hydrauliquement la roue dans la cavit\u00e9 de la roue \u00e0 jeu r\u00e9duit, sans surcharger les roulements du moteur avec des charges de pouss\u00e9e excessives.<\/p>\n\n\n\n
La pompe a un bo\u00eetier divis\u00e9 verticalement. En retirant les boulons B, le couvercle C et le rev\u00eatement L1 peuvent \u00eatre retir\u00e9s pour inspecter ou retirer la roue. Pour maintenir un faible d\u00e9bit de liquide entre les zones haute et basse pression de la pompe, la roue pr\u00e9sente un jeu \u00e9troit entre les chemises L1 et L2.<\/p>\n\n\n\n
Pression sur la turbine<\/p>\n\n\n\n
Environ la moiti\u00e9 de la pression de refoulement existe autour du moyeu de la roue, ce qui correspond \u00e0 la pression exerc\u00e9e sur la garniture m\u00e9canique. Les trous H traversant la roue emp\u00eachent les pressions d\u00e9s\u00e9quilibr\u00e9es sur celle-ci et la pouss\u00e9e finale sur les roulements. Un petit d\u00e9bit de d\u00e9rivation se produit \u00e9galement sur les surfaces d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 entre le refoulement et l'aspiration. L'usure de ces surfaces d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 augmente les jeux et le d\u00e9bit de d\u00e9rivation. La m\u00eame chose se produit au niveau des bagues d\u2019\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 des pompes centrifuges. Cette usure r\u00e9duit consid\u00e9rablement la capacit\u00e9 de la pompe lorsqu'elle fonctionne \u00e0 une hauteur de chute \u00e9lev\u00e9e. La plupart des pannes des pompes \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives sont caus\u00e9es par cette usure des surfaces d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9. Une \u00e9tude des causes de l\u2019usure m\u00e9riterait l\u2019objet d\u2019un article s\u00e9par\u00e9 o\u00f9 elle pourrait \u00eatre longuement discut\u00e9e. Cependant, pour \u00e9viter une usure importante, ne laissez pas la turbine toucher les rev\u00eatements L1 et L2 et assurez-vous que le liquide pomp\u00e9 est exempt de mat\u00e9riaux abrasifs. Les pompes \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9ratrices Roth dot\u00e9es de roues auto-centrantes brevet\u00e9es r\u00e9duisent consid\u00e9rablement le probl\u00e8me d'usure.<\/p>\n\n\n\n
Les pompes centrifuges sont le type de pompe le plus couramment utilis\u00e9 dans l\u2019industrie, l\u2019agriculture, les municipalit\u00e9s (usines de traitement de l\u2019eau et des eaux us\u00e9es), les centrales \u00e9lectriques, le p\u00e9trole et de nombreuses autres industries. Elles constituent le principal type de pompe dans la classe des pompes appel\u00e9es pompes \u00ab cin\u00e9tiques \u00bb et sont nettement diff\u00e9rentes des pompes \u00ab volum\u00e9triques \u00bb.<\/p>\n\n\n\n
Les pompes centrifuges sont des machines \u00e0 commande hydraulique caract\u00e9ris\u00e9es par leur capacit\u00e9 \u00e0 transmettre de l'\u00e9nergie aux fluides (en particulier aux liquides) gr\u00e2ce au travail d'un champ de forces centrifuges. Leur objectif principal est de transf\u00e9rer des fluides par augmentation de pression. Les pompes centrifuges peuvent avoir des structures diff\u00e9rentes, mais leur principe de fonctionnement et leurs caract\u00e9ristiques dynamiques des fluides sont toujours les m\u00eames. Sch\u00e9matiquement, les pompes centrifuges sont constitu\u00e9es d\u2019une roue qui tourne \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du carter. La roue comprend une s\u00e9rie de pales, de pr\u00e9f\u00e9rence de conception radiale, qui transmettent l'\u00e9nergie cin\u00e9tique au fluide pomp\u00e9. Le bo\u00eetier est \u00e9quip\u00e9 de buses d'aspiration et de refoulement du fluide pomp\u00e9. La buse d'aspiration a un axe qui correspond \u00e0 l'axe de rotation de la roue, tandis que la buse de refoulement a un axe normal \u00e0 l'axe de la roue, mais toujours situ\u00e9 sur le plan passant par l'axe lui-m\u00eame.<\/p>\n\n\n\n
Le fluide pomp\u00e9 entre en continu par la buse d'aspiration de la pompe au centre de la roue. De l\u00e0, il est acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 dans le sens radial jusqu'au bord de la roue, o\u00f9 il s'\u00e9coule dans le carter. Le courant du fluide est acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 par la pouss\u00e9e que les pales de la turbine, gr\u00e2ce \u00e0 leur courbure, transmettent au courant lui-m\u00eame. Le fluide acquiert ainsi de l'\u00e9nergie, principalement sous la forme d'une augmentation de sa vitesse moyenne (\u00e9nergie cin\u00e9tique). \u00c0 l'int\u00e9rieur du bo\u00eetier, le liquide est convenablement ralenti gr\u00e2ce \u00e0 la section qui augmente progressivement dans le sens du mouvement.<\/p>\n\n\n\n
La pompe \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative est dot\u00e9e d'aubes \u00e0 double rang\u00e9e d\u00e9coup\u00e9es dans la jante. La roue tourne \u00e0 l'int\u00e9rieur de deux chemises dans lesquelles des canaux annulaires ont \u00e9t\u00e9 frais\u00e9s. Le liquide s'\u00e9coule par l'aspiration et est capt\u00e9 par les aubes de la turbine. En effectuant pr\u00e8s d'un tour dans le canal annulaire, le fluide d\u00e9veloppe une vitesse \u00e9lev\u00e9e et la pression augmente consid\u00e9rablement avant d'\u00eatre envoy\u00e9 vers la d\u00e9charge. Le liquide recircule entre les aubes de la roue et la chambre annulaire. En raison de cette action, le fluide s'\u00e9coule selon un trajet semblable \u00e0 un ressort h\u00e9lico\u00efdal plac\u00e9 dans chacune des rainures annulaires \u00e0 mesure que le fluide est entra\u00een\u00e9 vers l'avant. L'\u00e9nergie est ajout\u00e9e au fluide par un certain nombre d'impulsions vortex dans les aubes de la turbine, lors de son passage de l'aspiration au refoulement.<\/p>\n\n\n\n
Ces impulsions ont le m\u00eame effet que celles \u00e0 plusieurs \u00e9tages d'une pompe centrifuge. Dans une pompe centrifuge multicellulaire, la pression est le r\u00e9sultat de l\u2019\u00e9nergie ajout\u00e9e \u00e0 chaque \u00e9tage. Dans une pompe \u00e0 turbine, la pression est ajout\u00e9e au flux de fluide en circulant plusieurs fois \u00e0 travers les aubes d'une seule roue.<\/p>\n\n\n\n
L'une des caract\u00e9ristiques les plus remarquables de la pompe \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative r\u00e9side dans ses performances lors du pompage de liquides hautement volatils. La mani\u00e8re dont la roue de turbine transmet la vitesse\/\u00e9nergie au fluide, comme d\u00e9crit ci-dessus, est tr\u00e8s diff\u00e9rente des conceptions classiques centrifuges ou volum\u00e9triques. L'augmentation continue et progressive de la pression dans une pompe \u00e0 turbine r\u00e9g\u00e9n\u00e9rative \u00e9limine essentiellement l'effondrement soudain des bulles qui est une cavitation destructrice.<\/p>\n\n\n\n
Une pompe \u00e0 turbine peut d\u00e9velopper environ dix fois la pression de refoulement d'un type centrifuge ayant un diam\u00e8tre de roue et une vitesse \u00e9gaux. La pression augmente presque uniform\u00e9ment autour du bord de la turbine. Au niveau du moyeu de la turbine, la pression est environ la moiti\u00e9 de la pression de refoulement. Cette pression inf\u00e9rieure, plus la pression d'aspiration, est ce que l'on voit dans la bo\u00eete \u00e0 garniture. Les trous dans la roue maintiennent la roue centr\u00e9e pour r\u00e9duire l'usure, emp\u00eacher les pressions d\u00e9s\u00e9quilibr\u00e9es sur la roue et r\u00e9duire la pouss\u00e9e d'extr\u00e9mit\u00e9 sur les roulements.<\/p>\n\n\n\n
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