Rendement des pompes centrifuges

Amélioration du rendement des pompes centrifuges

LES FLUIDES

Un fluide s’écoulant le long d’un passage hydraulique est soumis à une résistance causée par le frottement et la viscosité. Si la vitesse du fluide est faible, celui-ci se déplace en lignes parallèles aux parois du passage en question, sans interruption de ces lignes. Ce processus est connu sous le nom d’«écoulement laminaire». Si la vitesse du fluide augmente, l’écoulement deviendra chaotique, et des remous apparaitront. Ce régime est connu sous le nom d’«écoulement turbulent».
La théorie classique de la mécanique des fluides établit que les molécules du fluide à la surface du passage sont stationnaires. Il en résulte qu’un gradient de vitesse s’établit au travers du passage du fait que les couches de fluide adjacentes aux molécules statiques se trouvent ralenties. Cet effet régresse lorsque la distance avec la paroi du passage augmente. Le cisaillement visqueux qui en résulte est connu sous le nom de «frottement superficiel» ou « résistance de couche limite» et explique les pertes de pression dans les passages soumis aux conditions d’écoulement laminaire. La «couche limite» est définie comme la couche de fluide adjacente à la surface dont la vitesse est affectée par le cisaillement mentionné.

LES CONSÉQUENCES D’UNE SURFACE RUGUEUSE (en cas de corrosion notamment)

Avec l’augmentation de la rugosité de la surface de passage, la couche limite s’épaissit. Lorsque l’on atteint une certaine vitesse (appelée «vitesse critique»), elle devient instable et crée des conditions de turbulence de l’écoulement. Ici, les fines molécules du fluide se comportent comme des entités distinctes, créant des tourbillons et des courants transversaux; cela entraine des pertes d’énergie, en plus de celles dues au frottement superficiel ou à la résistance de la couche limite. Dans le cas de surfaces relativement lisses,
l’épaisseur de cette couche limite peut encore être suffisante pour couvrir les irrégularités de cette surface, et la surface est qualifiée d’«hydrauliquement lisse »
La turbulence dans le liquide provoque un bombardement de la surface du matériel, accélérant ainsi l’érosion de la surface métallique.
Elle a aussi comme effet une érosion par cavitation, des cavités se formant à l’intérieur du liquide. L’implosion de ces dernières engendre des ondes de choc qui créent des forces destructrices d’une telle ampleur que le métal est rongé, et il en résulte une surface sérieusement piquée. Ces effets sont encore accentués par la corrosion et l’abrasion, entrainant ainsi une réduction supplémentaire des performances du système

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