| Titre : | Amélioration des Performances des Pompes Centrifuges Connaissant les Caractéristiques Géométriques |
| Auteurs : | Youssouf BAGUIGUI, Auteur ; Mohamed Toufik Bouziane, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Khider, 2017 |
| Format : | 142P / 30CM |
| Note générale : |
Pompe centrifuge, Rendement, Pertes, affutage, CFX
Centrifugal Pump, Yield, Loss, sharpening, CFX |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
L'écoulement à l'intérieur d'une pompe est d'une grande complexité, car il dépend du temps et de trois variables d'espace. Son analyse par des moyens de calcul simples reste impossible. Des simplifications préalables à l’étude s’avèrent donc incontournables dans la représentation de cet écoulement.
En vue d’améliorer les performances d’une pompe centrifuge, nous présentons dans notre travail une analyse de l’influence de l'affutage des aubes pour différents angles de sortie de la roue. D’une part par une approche expérimentale effectuée sur une boucle d'essai, afin de déterminer les limites de l'angle de sortie, d'autre part, une simulation basée sur un calcul tridimensionnel pour la prédiction des performances de la pompe centrifuge en utilisant le logiciel ANSYS CFX. Abstract The flow inside a pump is very complex, as it depends on time and on three space variables. Its analysis by simple means of calculation remains impossible. Prior simplifications to the study prove therefore unavoidable in the representation of this flow. In order to improve the performance of a centrifugal pump, we present in our work an analysis of the blade sharpening’s influence for different exit angles of the wheel. On one hand, by an experimental approach carried out on a test loop in order to determine the limits of the output angle, on the other hand, a simulation based on a three-dimensional calculation for the performances’ prediction of the of the centrifugal pump using The ANSYS CFX software. |
| Sommaire : |
Dédicace ....................................................................................................................................
Remerciements........................................................................................................................... Résumé .............................................................................................................................. I Sommaire .............................................................................................................................. . II Liste des tableaux .................................................................................................................VI Liste des figures ...................................................................................................................VII Liste des symboles et Abréviations.................................................................................... X Introduction générale ...................................................................................................... XIII. CHAPITRE I – Les équations de l'écoulement dans les turbomachines Introduction............................................................................................................................ 01 I - Propriétés du mouvement relatif ........................................................................................ 03 I-1Equation de continuité .................................................................................................... 05 I.2) Fonction potentiel .................................................................................................... 08 I.3. Equation dynamique en mouvement relatif..................................................................... 08 II - Ecoulement tridimensionnel en fluide parfait................................................................... 12 II-1) Conditions aux limites ............................................................................................... 15 II-2) Résolution ................................................................................................................... 15 a-En fluide compressible......................................................................................................... 15 b-En fluide incompressible.................................................................................................. 16 III - Modélisation en fluide réel .............................................................................................. 16 III.1. Projections de l’équation dynamique .................................................................... 18 III.2. Expressions en fonction de la géométrie de la machine............................................. 21 III.3. Equation intrinsèque................................................................................................... 23 IV) Modèle Quasi-Tridimensionnel........................................................................................ 24 IV.1) Ecoulement méridien moyen ..................................................................................... 24 a- Cas du fluide parfait incompressible en vortex libre ..................................................... 25 b-Pour le cas général (fluide compressible) ........................................................................ 26 IV-2 Ecoulement aube à aube ............................................................................................. 26 a) Méthode pseudo-instationnaire...................................................................................... 27 b) Méthode matricielle....................................................................................................... 27 b) conclusion...................................................................................................................... 28 III CHAPITRE II –Dimensionnement Des Pompes Centrifuges Et Analyse Des Pertes Introduction........................................................................................................................... 29 I) Méthodologie de dimensionnement de la roue ................................................................... 29 I.1) Détermination de l’entrée d'aubage. ............................................................................. 29 I-2 Détermination de la sortie d’aubage............................................................………. 30 I-2-1 Calcul du rayon extérieur R 2 ....................................................................................... 30 I-2-2 Choix de l'angle de sortie β2∞ :..................................................................................... 31 I-2-3 Détermination de la largeur b2 ..................................................................................... 32 I-3 Tracé Des Aubages........................................................................................................ 33 I-3-1 Détermination de la vue méridienne .............................................................................. 33 I-3-2) Définition de la ligne moyenne ........................................................................... 33 I-3-3Définition de la loi de surface : ................................................................................... 34 I-3-4Détermination des deux lignes ψe et ψi (flasques avant et arrière)............................ 35 I-4Inclinaison de l'arête d'entrée d'aube θ1 et des angles β1eo , β1io.................................... 36 II Calcul Et Tracé De La Volute............................................................................................. 38 II-1) Définition des paramètres géométriques de la volute ............................................ 39 a)Rayon de base R3 ............................................................................................................... 40 b) Largeur b3 au rayon de base:.............................................................................................. 40 c)Définition du divergent....................................................................................................... 40 II-2Calcul et tracé de la volute ............................................................................................ 41 a)-Tracé suivant le principe de la conservation du moment cinétique.................................... 41 b) Tracé suivant l'hypothèse d'une vitesse moyenne d'écoulement constante ........................ 41 III) Les pertes dans la pompe ................................................................................................. 42 III-1Revue bibliographique sur les différentes méthodes de prédiction de pertes.............. 43 a)Méthode de STEPANOFF .............................................................................................. 43 b) Méthode de HADJU :......................................................................................................... 44 c)Méthode de PFLEIDERER.................................................................................................. 45 d) Méthode de HAKMINS............................................................................................. 45 d-1) Présentation de la méthode............................................................................................. 45 d-2) Principe de la méthode ................................................................................................... 45 III-2Pertes hydraulique ....................................................................................................... 46 III-2-1 les Pertes à l’entrée de la pompe .............................................................................. 47 IV III-2-2) Pertes de charge dans la roue ................................................................................. 47 III-2-3) Pertes de charges au niveau des aubes ................................................................... 48 III-2-4Pertes de charge dans la volute : .................................................................................. 48 III-2-5) Pertes de charge par choc....................................................................................... 48 III-2-6) Pertes de charge par frottement ........................................................................ 49 III-2-7) Pertes par frottement au niveau des disques de la roue ......................................... 50 III-3) Les pertes dans la pompe en utilisant les triangles de vitesses ..................................... 51 a- Pertes dans la roue........................................................................................................... 52 a-1Pertes par frottement .............................................................................................. 52 a-2Les pertes par décollement: ............................................................................................... 53 a-3) Pertes par incidence ..................................................................................................... 54 b) Pertes dans le diffuseur ................................................................................................... 54 b-1) Pertes par frottement ....................................................................................................... 54 b-2) Pertes par décollement................................................................................................. 54 b-3)Pertes par incidences .................................................................................................... 54 c) Pertes dans la volute ........................................................................................................... 55 c-1) Pertes par frottement........................................................................................................ 55 c-2 Pertes par incidence : .................................................................................................... 55 e)Hauteur nette : .................................................................................................................. 56 f) pertes mécaniques............................................................................................................ 56 g) pertes volumétriques........................................................................................................... 57 IV Rendement globale d’une pompe ..................................................................................... 57 V Relation entre le rendement globale et l’angle de sortie β2 de la roue ...............................58 Conclusion ........................................................................................................................... . 59 CHAPITRE III : Amélioration Des Performances Par Affutage Introduction ............................................................................................................................ 60 I-Définition ............................................................................................................................ 60 II) Mise en évidence de l’affûtage sur les courbes caractéristiques ....................................... 61 III) But de l’expérimentation: ................................................................................................. 62 IV) Description de la pompe utilisée ...................................................................................... 63 V) Mode opératoire................................................................................................................. 63 VI) Grandeurs calculées ......................................................................................................... 65 VII) Résultats des tests expérimentaux ............................................................................. 65 V VIII) Tracé des graphiques ............................................................................................... 67 IX) Interprétation des résultats des essais expérimentaux ................................................ 71 Chapitre IV : Application du Logiciel ANSYS ICEM-CFX pour le cas de la Pompe AC32- 125 /AOP Introduction ............................................................................................................................ 74 I) Dimensionnement et analyse des performances des turbomachines................................... 74 I-1) Problème direct (analyse) ................................................................................................ 74 I-2) Problème inverse (dimensionnement).............................................................................. 75 I-3) Optimisation..................................................................................................................... 75 II) Présentation d’ANSYS ICEM-CFX .................................................................................. 76 II-1) Plate-forme de la simulation numérique......................................................................... 77 II-2) Création de la géométrie............................................................................................ 77 II-3) Module CFX-Pré ............................................................................................................ 80 II-4) Module CFX-SOLVER ................................................................................................ 81 II-5) Module CFX-Post ..................................................................................................... 82 III) Dimensionnement de la pompe ................................................................................... 83 IV) Analyse des résultats de simulation : ............................................................................... 90 Conclusion Générale........................................................................................................ 92 Annexes ............................................................................................................................. Références bibliographiques..... |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0753 | Mémoire de magistere | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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