PARTIE 2: Édition des courbes de pertes de charge sur une plage de débits donnés et recherche de points de fonctionnement d'une pompe:

 

Mecaflux est ici utilisé pour étudier une installation de pompage.

Ce didacticiel correspond à un sujet de BTS choisi par un enseignant pour réaliser une activité de simulation Mecaflux avec ses élèves. Le sujet et son corrigé sont téléchargeables au format PDF : BTS 2009 sujet, BTS 2009 corrigé

Ce didacticiel détaillé est divisé en 3 PARTIES:

  1. Évaluation des pertes de charges pour des débits donnés
  2. Édition des courbes de pertes de charge sur une plage de débits donnés et recherche de points de fonctionnement d'une pompe.
  3. Évaluation des puissances en fonction de la hauteur de dénivelé, des pertes de charge et du rendement de pompe

 

PARTIE 2: Édition des courbes de pertes de charge sur une plage de débits donnés et recherche de points de fonctionnement d'une pompe:

Le sujet BTS 2009 sujet contient ces questions:

A.2.1. On rappelle que la plage de variation de débit souhaitée s' étend de 4 à 10 m3/h. Compléter le document-réponse A.2 en hachurant la surface correspondant à l' ensemble des points de fonctionnement possibles de la pompe. Conclure quand à la validité du choix de cette pompe.

La réponse est donnée dans le corrigé :

courbe pompe

L'éxaminateur à donné ici la courbe d' évolution des caractéristiques hydrauliques pour éviter à l' élève de la calculer et de la tracer.

Dans la pratique cette courbe est un élément primordial que nous devons connaître pour choisir la pompe et avoir une vision clair du projet. En fait une seule courbe est suffisante, c'est celle des pertes de charges , il suffira ensuite d' ajouter les dénivelés pour décaler en vertical (le long de l'axe des hauteurs hmt) les courbes au différentes hauteurs testées. (5 mètres et 34 mètres)

Voyons comment obtenir très rapidement une courbe d' évolution de la pertes de charge d'un tronçon (ici composé d'un seul élément conduit de 920 mètre) en fonction d'une plage de débit donné:

tableau inventaire

A chaque calcul de perte de charge, une ligne a été ajoutée a l' inventaire. Pour représenter correctement notre tronçon réel, un seul élément conduit rectiligne de longueur 920 m doit être affiché, il faut donc effacer les éventuelles lignes si le calcul a été effectué plusieurs fois pour un même élément...en utilisant le bouton "modifier ligne"/supprimer ligne.

Dans les fonctions affichées apres sélection du bouton "modifier lignes", Nous modifierons aussi la position de l' élément en cliquant "toute lignes au refoulement" (ceci a un impact pour la vérification de cavitation du système que nous aborderons dans la partie 3 traitant de la puissance) :

zone modification lignes inventaire

Pour créer un graphique d' évolution de la perte de charge de notre tronçon dans une plage de débit donnée:

plage de test debit perte charges

evolution pertes charges en fonction du debit

 

L' affichage des graphique est en échelle logarithmique par défaut, décocher l' option "Logarithme" pour mettre en évidence l' évolution.

Pour rappel 100 000 pascals = 1 bar = 10 mètres colonnes eau (9.81 exactement pour de l'eau a 1000 kg/m3).

Nous pouvons évaluer mentalement les courbes caractéristiques en ajoutant les hauteurs de dénivelé , mais si nous souhaitons un calcul plus détaillé du point de fonctionnement pour une pompe a une vitesse de rotation donnée, il est possible d' utiliser la recherche de point de fonctionnement :

Nous allons utiliser le graphique de pompe fournit dans le corrigé (BTS 2009 corrigé) pour créer et enregistrer 2 modèles de pompes dans la base de données de matériel:

Fermez les graphiques affichés et:

saisie et enregistrement de la courbe de pompe pour 1160 rpm

 

saisie et enregistrement de la courbe de pompe pour 2900 rpm

 

selection de la pompe rpm 1160

parametrage de la hauteur dénivelé et section sortie

point de fonctionnement pompe 1160 rpm 5 metres

Lorsqu 'elle tourne à 1160 rpm, la pompe connectée à notre conduite en PVC de 920 mètres et 50 mm de diamètre, avec un dénivelé de 5 mètres, génère un débit de 5.9 m3h

point de fonctionnement pompe 2900 rpm 5 metres

Lorsqu 'elle tourne à 2900 rpm, la pompe connectée à notre conduite en PVC de 920 mètres et 50 mm de diamètre, avec un dénivelé de 5 mètres, génère un débit de 16.9 m3h

point de fonctionnement pompe 2900 rpm 34 metres

Lorsqu 'elle tourne à 2900 rpm, la pompe connectée à notre conduite en PVC de 920 mètres et 50 mm de diamètre, avec un dénivelé de 34 mètres, génère un débit de 15. m3h.

NON fonctionnement pompe 1160 rpm 34 metres

 

La prise en main du logiciel nécessite évidemment un peu de pratique mais lorsque l'utilisateur le maîtrise il permet de rapidement évaluer les cas les plus divers.

Nous allons maintenant aborder dans la 3eme partie de ce didacticiel autour du sujet BTS 2009 sujet l' évaluation de puissance nécessaire au fonctionnement du système:

 

 

charge hydrostatique derive aerodynamique hydrodynamique construire aile foil construire eolienne dimensionner conduits fumée carene dirigeable construire helice propulsion derive aerodynamique hydrodynamique frottement sur une surface de coque trainée resistance au vent trainée resistance au vent construire eolienne trainée resistance au vent conception helice bateaux derive aerodynamique hydrodynamique carene dirigeable frottement sur une surface de coque construire aile foil construire aile foil conception hydrolienne calcul voile frottement sur une surface de coque trainée resistance au vent calcul voile construire aile foil construire eolienne construire helice propulsion aeraulique aspiration air systemes ventilation aeration pertes charges vannes debit et pression conduits pompes et ventilateurs vidange reservoir construire aile foil Logiciels de la suite Mecaflux Forces sur des objets géometriques dans un courant de fluide ramification et boucles réseaux dimensionner conduits fumée calcul systemes réseaux fluides gaz liquides helice a vitesse nulle sustentation resistance aerodynamique vehicules calcul debit rivierre helice de captage turbine Kaplan hydroelectrique charge hydrostatique carene dirigeable construire helice propulsion derive aerodynamique hydrodynamique