LABORATOIRE 1 Étude de pompes centrifuges en parallèle et en série

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1 LABORATOIRE 1 Étude de pompes centrifuges en parallèle et en série Valeur du laboratoire: Date de remise: 6.67% de la note globale Voir le site Web du cours 1- BUTS établir la courbe caractéristique d'une pompe centrifuge établir la courbe de puissance absorbée d'une pompe centrifuge établir la courbe de puissance fournie d'une pompe centrifuge établir la courbe de rendement d une pompe centrifuge établir la courbe d'une pompe centrifuge vérifier les lois de similitude des pompes vérifier le fonctionnement des pompes en série à partir des courbes caractéristiques des pompes seules et en série vérifier le fonctionnement des pompes en parallèle à partir des courbes caractéristiques des pompes seules et en parallèle 2- RAPPEL THÉORIQUE Les principales courbes qui caractérisent les performances d'une pompe pour une vitesse de rotation donnée sont: la courbe caractéristique H=f(Q) (H étant la hauteur manométrique), la courbe de puissance absorbée Pa=f(Q), la courbe de puissance fournie P=f(Q) et la courbe de rendement η=f(q). Ces courbes peuvent être obtenues pour une pompe donnée, en faisant varier le débit à l'aide de la fermeture d'une vanne en aval de la conduite (figure 1). Courbe caractéristique Courbe de puissance absorbée Courbe de puissance fournie Courbe de rendement Débit Figure 1 1

2 Lorsque plusieurs pompes débitent l'une derrière l'autre, ces pompes fonctionnent en série. Chaque pompe passe le même débit et les hauteurs manométriques s'additionnent. En revanche quand les pompes sont installées en parallèle la hauteur manométrique reste inchangée et les débits s'ajoutent. La figure 2 donne pour chacun des cas la caractéristique de la pompe équivalente. Pompes en séries Pompe 2 Pompes en parallèles Pompe 1 Débit Figure 2 3- DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL La figure 3 (à la fin du document) donne un schéma de l'installation. Il s'agit d'une boucle fermée. A l'aide d'un jeu de valves, on peut sectionner la pompe 1, la pompe 2, ou un couplage série ou parallèle (tableau 1). Une série de capteurs avec afficheur analogique ou numérique permet de mesurer les paramètres de débit, pression, puissance et vitesse de rotation des pompes. Vanne 1 Vanne 2 Vanne 3 Vanne 4 Vanne 6 Pompe 1 Ouverte Fermée Ouverte Fermée Fermée Pompe 2 Fermée Ouverte Fermée Fermée Ouverte Pompes en série Ouverte Fermée Fermée Ouverte Ouverte Pompes en parallèle Ouverte Ouverte Ouverte Fermée Ouverte Tableau 1 4- MANIPULATIONS Sélectionner le mode manuel. Sélectionner une pompe. Ouvrir la vanne 5 au maximum. Mettre en route la pompe et sélectionner une vitesse de rotation N. Relever la valeur du débit Q max, la hauteur H manométrique correspondante ainsi que la valeur en ampères de l'intensité du courant (ATTENTION : Pour les nouveaux bancs de pompes, les Q max ne sont pas exactement les mêmes. Vérifiez laquelle des deux pompes possède le plus petit Q max et utilisez cette valeur. Pour la hauteur manométrique, utilisez les quatre capteurs avec indicateurs numériques immédiatement avant et après chaque pompe pour les pompes individuelles, et pour les pompes en série, utilisez le capteur avant la pompe 1 et le capteur après la pompe 2.) 2

3 NB: Pour les anciens bancs de pompes, Pabsorbée = VI, avec V =180 volts DC, I = ampérage; pour les nouveaux bancs, Pabsorbée = VI, avec V et I lus sur les lecteurs blancs). Fermer lentement la vanne 5, relever quatre autres points (H, Q) pour des valeurs du débit Q voisines de : 3/4 Q max, 1/2 Q max, 1/4 Q max et 0. Tracer la courbe caractéristique de la pompe sélectionnée, la courbe de puissance absorbée, la courbe de puissance fournie et la courbe de rendement. Tracer la courbe caractéristique pour la même pompe avec une deuxième vitesse de rotation N'. (il est préférable de prendre des valeurs de N et N' très différentes ex: vitesse maximale et 50% de la vitesse maximale) Sélectionner l'autre pompe et tracer la courbe caractéristique pour une seule des deux vitesses de rotation, N ou N', choisies précédemment. Mettre les deux pompes en série et tracer la courbe caractéristique de la pompe équivalente pour une seule vitesse de rotation (celle qui est commune aux deux pompes). Mettre les deux pompes en parallèle et tracer la courbe caractéristique de la pompe équivalente pour une seule vitesse de rotation (celle qui est commune aux deux pompes). NB: il faut tracer les courbes de puissance absorbée, de puissance fournie et de rendement que pour la pompe 1 et pour une seule vitesse de rotation. 5- INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS A partir des courbes caractéristiques des pompes 1 et 2 (pour la vitesse de rotation commune), vérifier la concordance entre les courbes obtenues expérimentalement et celles que vous aurez calculées en utilisant le principe de fonctionnement des pompes en série et en parallèle. Pour la pompe où vous avez relevé la courbe caractéristique selon deux vitesses de rotation, 2 Q1 N1 H1 N1 veuillez vérifier les lois de la similitude: = et =. Pour cela, choisir Q2 N2 H2 N2 quatre points (H,Q) de la courbe caractéristique obtenue avec la vitesse de rotation N et en déduire les points (H',Q') par les formules précédentes. Tracer la caractéristique ainsi obtenue, comparer cette courbe avec celle mesurée. Discutez des différences et ressemblances entre les courbes des pompes centrifuges 1 et 2 qui sont d'un modèle identique. 5- RAPPORT Le rapport doit être remis à la date spécifiée sur le site Web et communiquée en classe. Tout travail remis en retard (sans entente prise au préalable avec le professeur AVANT la date de remise) se verra attribuer la note de 0. Le rapport doit comprendre: 1. Une page titre signée par tous les membres de l équipe. Pas de signature, pas de note!!! Cette signature vous engage en tant que co-auteur du laboratoire présenté. 3

4 2. Présentation des résultats avec texte, tableaux et graphiques (4 pages max) 3. Interprétation et discussion des résultats. Cette section devrait entre autres expliquer les différences entre les valeurs théoriques et expérimentales. Entre autres : les lois de similitude s appliquent sont-elles vérifiées? Pouvez reproduire les courbes caractéristiques expérimentales de pompes en séries et en parallèle à partir des courbes individuelles? (1 page max) Correction du rapport : 1. Résultats sous forme de tableaux et graphiques 50% (Est-ce que tout est clair? est-il facile de lire les tableaux et graphiques, peut-on facilement associer chaque courbe à une variable physique, les unités sont-elles indiquées, les graphiques ont-ils des titres etc ) 2. Interprétation et discussion 25% 3. Présentation et qualité du français 25% Vous avez droit à 6 pages, inlcuant la page titre. Toute page supplémentaire réduira votre note de 25%!!!! Si vous n êtes pas certain de ce qui vous est demandé, veuillez consulter le professeur. Figure 3 4

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