Comment choisir le type de pompe industrielle le plus adapté à mon application spécifique ?

Sélection du bon pompe industrielle est crucial pour garantir l’efficacité et la fiabilité de votre système. Une sélection incourecte peut entraîner une faible efficacité, une consommation d'énergie élevée, des pannes fréquentes et une maintenance coûteuse. Ce processus doit être systématiquement évalué sur la base de quatre dimensions fondamentales : caractéristiques du fluide, exigences du système, perfoumances techniques, et viabilité économique.

Évaluer minutieusement les caractéristiques des fluides

Les propriétés physiques et chimiques du fluide (milieu) sont le principal facteur déterminant le type de pompe et les matériaux de construction.

1. Viscosité

La viscosité est la résistance du fluide à l'écoulement et constitue l'un des facteurs les plus critiques dans le choix de la pompe :

• Fluides à faible viscosité (par exemple, eau, huile légère, solvants chimiques) : Idéal pour Pompes centrifuges . Les pompes centrifuges fonctionnent efficacement à des débits élevés.
• Fluides à haute viscosité (par exemple, asphalte, pétrole lourd, résines, sirop) : Pompes volumétriques (PD) doit être utilisé. Les pompes centrifuges subissent une foute baisse d’efficacité en raison d’une perte de friction importante lors de la manipulation de fluides à haute viscosité.

2. Corrosivité et abrasivité

• Fluides corrosifs (acides forts, bases) : Exiger des pompes construites à partir de matériaux spéciaux, tels que alliages d'acier inoxydable (316L, Hastelloy) or matériaux non métalliques (PVDF, PP, revêtement PTFE) . Les pompes sans joint (comme les pompes à entraînement magnétique) sont souvent préférées pour éviter les fuites.
• Fluides abrasifs (boues contenant du sable, des minerais) : Nécessite de sélectionner des pompes dotées de structures résistantes à l'usure, telles que Pompes à lisier or Pompes péristaltiques avec doublures flexibles. La conception doit également garantir une vitesse de fluide contrôlée pour éviter une usure excessive.

3. Sensibilité au cisaillement et teneur en gaz

• Fluides sensibles au cisaillement (émulsions, polymères, certains produits alimentaires) : Certains fluides peuvent voir leur structure endommagée par les forces de cisaillement de la roue d’une pompe. Dans ces cas, Pompes volumétriques à faible cisaillement (par exemple, des pompes à vis ou des pompes à cavité progressive) doivent être utilisées.
• Fluides contenant des gaz (milieux volatils) : Les pompes centrifuges peuvent subir un « blocage de gaz » si la teneur en gaz dépasse un certain niveau. Pompes avec capacité d'auto-amorçage ou des fonctionnalités spéciales de séparation liquide-gaz peuvent être nécessaires.

Déterminer avec précision la configuration système requise

Comprendre le travail que la pompe doit effectuer et les paramètres environnementaux externes est fondamental pour dimensionner et spécifier la pompe.

1. Débit

This is the volume of fluid the pump must transfer per unit of time, typically measured in $\text{m}^3/\text{h}$ or $\text{gpm}$.

2. Hauteur totale et pression

La hauteur totale est la somme de toutes les résistances que la pompe doit surmonter, notamment :

• Tête statique : La différence de hauteur verticale entre les points d'aspiration et de refoulement.
• Tête de friction : Perte d'énergie due au frottement dans les tuyaux, les vannes et les raccords.
• Tête de pression : La pression requise à l’extrémité de refoulement.

Haute chute/faible débit les applications tendent vers Pompes centrifuges multicellulaires or Pompes volumétriques ; tandis que basse chute/haut débit les applications se tournent vers Pompes centrifuges à un étage.

3. Mode opérationnel

• Transfert continu de gros volumes : Les pompes centrifuges sont le choix préféré en raison de leur construction simple et de leur grande fiabilité.
• Mesure intermittente et précise : Pompes volumétriques (especially metering pumps) offer highly controllable flow and are better suited for these applications.

Sélection technique et paramètres critiques

Après avoir déterminé le type de pompe de base, un examen technique détaillé doit être effectué, en mettant l'accent sur Tête d'aspiration nette positive (NPSH) .

Gestion des risques de cavitation

La cavitation se produit lorsque des zones locales de basse pression à l'intérieur de la pompe provoquent la vaporisation du liquide en bulles, qui s'effondrent ensuite violemment dans les zones à haute pression, endommageant la roue et le boîtier.

• NPSH requis ($NPSH_R$) : Pression d'aspiration minimale dont la pompe a besoin pour fonctionner correctement, fournie par le fabricant.
• NPSH disponible ($NPSH_A$) : La pression absolue réellement disponible à l'orifice d'aspiration de la pompe dans le système.

$$\text{Safety Principle:} \quad NPSH_A \ge NPSH_R \text{Safety Margin}

Si $NPSH_A$ est insuffisant, la pression d'aspiration doit être augmentée en augmentant le niveau de liquide, en abaissant l'élévation de la pompe ou en utilisant une pompe de surpression.

Considérations économiques et opérationnelles

Le prix d’achat n’est qu’un début ; le Coût total de possession (TCO) est la mesure ultime de la viabilité économique d’une pompe.

• Composants clés du coût total de possession :
  $$TCO = \text{Initial Purchase Cost} \text{Installation & Commissioning} \sum (\text{Maintenance Costs} \text{Downtime Costs}) \sum (\text{Energy Consumption Costs})
• Efficacité énergétique : Les coûts d’exploitation constituent la plus grande partie du TCO. Sélectionnez une pompe avec le rendement le plus élevé à son point de meilleur rendement (BEP). Utiliser Entraînements à fréquence variable (VFD) peut réduire considérablement la consommation d’énergie en ajustant la vitesse de la pompe en fonction de la demande réelle.

Tableau de comparaison des principaux types de pompes industrielles

Afin de simplifier le processus de prise de décision, le tableau ci-dessous compare les principales caractéristiques des deux catégories principales de pompes :

En examinant systématiquement les informations sur ces quatre dimensions et en utilisant le tableau de comparaison, vous serez en mesure d'identifier avec précision le type de pompe industrielle le plus économique et le plus fiable pour votre application spécifique.