1、RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 17766 Premire dition 2005-12-01 Numro de rfrence ISO/TR 17766:2005(F) ISO 2005 Pompes centrifuges pour la manutention de liquides visqueux Corrections des caractristiques de fonctionnement Centrifugal pumps handling viscous liquids Performance correctionsISO/TR 17766:2005(F)
2、 ii ISO 2005 Tous droits rservs PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie du
3、ne licence autorisant lutilisation de ces polices et que celles-ci y soient installes. Lors du tlchargement de ce fichier, les parties concernes acceptent de fait la responsabilit de ne pas enfreindre les conditions de licence dAdobe. Le Secrtariat central de lISO dcline toute responsabilit en la ma
4、tire. Adobe est une marque dpose dAdobe Systems Incorporated. Les dtails relatifs aux produits logiciels utiliss pour la cration du prsent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info du fichier; les paramtres de cration PDF ont t optimiss pour limpression. Toutes les mesures ont t pri
5、ses pour garantir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2005 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de c
6、ette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale
7、 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en SuisseISO/TR 17766:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs iii Sommaire Page 1 Domaine dapplication . 1 2 Symboles, termes et dfinitions . 1 3 Synthse . 3 4 Introduction 4 5 Principes fond
8、amentaux . 5 6 Prsentation gnrale de la mthode de lHydraulic Institute . 6 7 Explications thoriques supplmentaires . 24 8 Principes supplmentaires . 31 Annexe A (informative) Conversion des units de viscosit cinmatique 34 Bibliographie 36ISO/TR 17766:2005(F) iv ISO 2005 Tous droits rservs Avant-prop
9、os LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire par
10、tie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechniq
11、ue. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour
12、vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Exceptionnellement, lorsquun comit technique a runi des donnes de nature diffrente de celles qui sont normalement publies comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des i
13、nformations sur ltat de la technique par exemple), il peut dcider, la majorit simple de ses membres, de publier un Rapport technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas ncessairement tre rviss avant que les donnes fournies ne soient plus juges valables ou u
14、tiles. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO/TR 1776
15、6 a t labor par le comit technique ISO/TC 115, Pompes, sous-comit SC 3, Installation et applications spciales.RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 17766:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 1 Pompes centrifuges pour la manutention de liquides visqueux Corrections des caractristiques de fonctionnement 1 Domaine d
16、application Le prsent Rapport technique fournit des mthodes de correction des caractristiques de fonctionnement pour toutes les conceptions existantes dans le monde de pompes centrifuges et verticales, dans la plage normale de fonctionnement, roues ouvertes ou fermes, aspiration simple ou double, ut
17、ilises pour le pompage de fluides newtoniens. 2 Symboles, termes et dfinitions Une liste complte des symboles et dfinitions utiliss dans le prsent document est fournie ci-aprs 1) . = Variable gomtrique daspiration utilise dans les calculs pour corriger la hauteur nergtique nette absolue laspiration
18、requise = Paramtre utilis dans les procdures de correction de la viscosit; le paramtre est utilis comme nombre de Reynolds normalis des pompes et pour ajuster les corrections en fonction de la vitesse spcifique de la pompe BEP = Point de meilleur de rendement (dbit et hauteur pour lesquels le rendem
19、ent de la pompe est optimal, une vitesse donne) = Facteur de correction du rendement = Facteur de correction du rendement d aux frottements des disques uniquement = Facteur de correction de la hauteur = Facteur de correction de la hauteur au dbit de rendement optimal de la pompe pour leau = Facteur
20、de correction de la hauteur nergtique nette absolue laspiration = Facteur de correction de dbit = Diamtre de sortie de la roue, en m (ft) = Acclration due la pesanteur, en m/s 2(ft/s 2 ) = Hauteur par tage, en m (ft) = Hauteur visqueuse par tage, en m (ft); la hauteur par tage pour un liquide visque
21、ux au dbit permettant dobtenir le rendement optimal de pompage = Hauteur en eau par tage, en m (ft); la hauteur par tage en eau au dbit permettant dobtenir le rendement optimal de pompage = Pertes hydrauliques, en m (ft) = Hauteur thorique (coulement sans pertes), en m (ft) 1) Une drogation a t octr
22、oye lISO/TC 115/SC 3 pour utiliser dans le prsent document labrviation NPSHR, employe par lindustrie, dans les symboles mathmatiques s NPSHR BEP-W , et NPSHR W . A B B C C -RR C H C BEP-H C NPSH C Q d 2 g H H BEP-vis H BEP-W H L H thISO/TR 17766:2005(F) 2 ISO 2005 Tous droits rservs = Hauteur visque
23、use par tage, en m (ft); la hauteur par tage pour le pompage dun liquide visqueux = Hauteur visqueuse totale, en m (ft); la hauteur totale pour le pompage dun liquide visqueux = Hauteur en eau par tage, en m (ft); la hauteur par tage pour le pompage deau = Vitesse de rotation de larbre de pompe, en
24、r/min = Vitesse spcifique (Units USCS) = Vitesse spcifique (Units mtriques) La vitesse spcifique dune roue est dfinie comme tant la vitesse, en tours par minute, laquelle une roue de gomtrie similaire tournerait si elle tait dune taille permettant de refouler un mtre cube par seconde (m 3 /s) pour u
25、n mtre de hauteur (units mtriques) ou un galon US par minute pour un pied de hauteur (units USCS). Ces units doivent tre utilises pour calculer une vitesse spcifique. NOTE Cette dfinition utilise le dbit de la pompe et non le dbit lillard daspiration de la roue. NPSHA = Hauteur nergtique nette absol
26、ue disponible laspiration, en m (ft) NPSHR = Hauteur nergtique nette absolue requise laspiration, en m (ft), sur la base du critre de perte de hauteur de NPSHR BEP-W = Hauteur nergtique nette absolue requise laspiration, en m (ft), pour leau, au dbit de rendement optimal, sur la base du critre norma
27、lis de perte de hauteur de NPSHR vis = Hauteur nergtique nette absolue requise laspiration, en m (ft), pour un liquide visqueux NPSHR W = Hauteur nergtique nette absolue requise laspiration, en m (ft), pour leau, sur la base du critre normalis de perte de hauteur de = Puissance; sans indice: puissan
28、ce absorbe par la pompe, en kW (hp) = Pertes de puissance mcaniques, en kW (hp) = Puissance utile transfre au liquide; , en kW (hp) = Perte de puissance due aux frottements des disques, en kW (hp) = Puissance visqueuse, en kW (hp); puissance absorbe par la pompe pour les conditions visqueuses = Puis
29、sance absorbe par la pompe requise en eau, en kW (hp) = Dbit, en m 3 /h (gpm) = Dbit en eau, en m 3 /h (gpm), correspondant au rendement optimal de la pompe = Dbit pour un liquide visqueux, en m 3 /h (gpm); le dbit de pompage dun liquide visqueux = Dbit en eau, en m 3 /h (gpm); le dbit de pompage de
30、au = Rapport du dbit au dbit au rendement optimal: = Nombre de Reynolds: = Rayon extrieur de roue, en m (ft) = Densit du liquide pomp par rapport leau, ( ) H vis H vis-tot H W N N S = NQ 0,5 BEP-W H 0,75 BEP-W n s = NQ 0,5 BEP-W H 0,75 BEP-W 3% 3% 3% P P m P u P u = gHQ P RR P vis P W Q Q BEP-W Q vi
31、s Q W q q = Q/Q BEP Re Re =r 2 2 / r 2 s 20 C 68 FISO/TR 17766:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 3 3 Synthse Les caractristiques de fonctionnement dune pompe rotodynamique (centrifuge ou verticale) pour un liquide visqueux diffrent de ses caractristiques de fonctionnement en eau, qui constituent l
32、a base de la plupart des courbes publies. En gnral, la hauteur ( ) et le dbit ( ) dcroissent au fur et mesure que la viscosit augmente. Dans la plupart des cas, la puissance ( ) ainsi que la hauteur nergtique nette absolue requise laspiration (NPSHR) augmenteront. Le couple de dmarrage peut galement
33、 tre affect. LHydraulic Institute (HI) a labor une mthode gnralise de prdiction des caractristiques de fonctionnement des pompes rotodynamiques aux liquides newtoniens de viscosit suprieure celle de leau. Il sagit dune mthode empirique fonde sur les donnes dessais disponibles de sources du monde ent
34、ier. La mthode de lHydraulic Institute permet aux utilisateurs et concepteurs de pompes destimer les caractristiques de fonctionnement dune pompe rotodynamique particulire sur des liquides de viscosit connue, partir des caractristiques de fonctionnement de cette pompe avec de leau. La procdure peut
35、galement permettre de choisir une pompe approprie pour un rgime de fonctionnement requis pour des liquides visqueux. Les estimations des caractristiques obtenues avec la mthode de lHydraulic Institute sont approximatives. La mthode ne tient pas compte de nombreux facteurs lis des gomtries de pompes
36、et conditions dcoulement particulires. Il sagit cependant dune approximation fiable quand les donnes disponibles pour le choix de la pompe sont limites et que lestimation est ncessaire. Des mthodes thoriques fondes sur lanalyse des pertes peuvent fournir des prdictions plus prcises des effets de la
37、viscosit dun liquide sur les caractristiques de fonctionnement dune pompe lorsque les dtails gomtriques dune pompe donne sont mieux connus. Le prsent document explique le fondement de ces mthodes thoriques. Il convient que les utilisateurs de pompes consultent les fabricants concerns pour dterminer
38、sil est possible ou non de raliser des prdictions plus prcises pour une pompe et un liquide visqueux donn. Le prsent document comporte galement des considrations et des recommandations dordre technique pour des applications de pompes avec des liquides visqueux. Les calculs, fonds sur la Mthode de Co
39、rrection de la Viscosit (VCM) de lHydraulic Institute, ont t mathmatiquement modliss dans un outil accessible par le web, HIVCM. = Viscosit cinmatique du liquide pomp, en centistokes (cSt) = Viscosit cinmatique de leau dans les conditions dessai de rfrence, en centistokes (cSt) = Rendement global (
40、laccouplement) = Meilleur rendement en eau = Rendement en eau = Rendement avec un liquide visqueux; le rendement de pompage pour un liquide visqueux = Rendement volumtrique = Rendement avec de leau; le rendement de pompage lorsque de leau est utilise = Viscosit dynamique (absolue), en Ns/m 2(lbs/ft
41、2 ) = Viscosit cinmatique, en m 2 /s (ft 2 /s) = Masse spcifique, en kg/m 3(slugs/ft 3 ) = Coefficient de hauteur = Vitesse angulaire de larbre ou de la roue, en rad/s V vis V W BEP-W h vis vol W H Q PISO/TR 17766:2005(F) 4 ISO 2005 Tous droits rservs Disponible sur le site www.pumps.org, loutil HIV
42、CM permet aux utilisateurs et fabricants de pompes, ainsi quaux fournisseurs de logiciels tiers, daccder une analyse rapide des caractristiques de fonctionnement en eau dune pompe par rapport aux caractristiques avec des liquides visqueux. Lutilisation de loutil HIVCM pour le choix dune pompe fourni
43、t des calculs fiables et cohrents fonds sur la mthodologie prsente dans le prsent Rapport technique. HIVCM est une marque dpose de lHydraulic Institute. Pour plus dinformations, veuillez visiter le site www.pumps.org. 4 Introduction Les caractristiques de fonctionnement (hauteur, dbit, rendement et
44、puissance) dune pompe rotodynamique sont obtenues partir des courbes caractristiques de la pompe traces partir de donnes dessai en eau. Lorsquun liquide plus visqueux est pomp, les caractristiques de fonctionnement de la pompe sont rduites. La puissance absorbe augmente mais la hauteur, le dbit et l
45、e rendement diminuent. Il est important pour lutilisateur de comprendre un certain nombre dlments qui sont la base de toute tentative de quantification des effets de la viscosit sur le fonctionnement dune pompe rotodynamique. En premier lieu, les donnes dessai disponibles sont spcifiques aux pompes
46、particulires soumises aux essais et nont donc pas de porte gnrique. En second lieu, la quantit de donnes disponibles est relativement limite par rapport la diversit des dimensions des pompes et de viscosit des liquides. En troisime lieu, toutes les mthodes existantes de prdiction des effets de la vi
47、scosit sur les caractristiques de fonctionnement dune pompe prsentent des divergences avec les donnes dessai disponibles. Quatrimement, la mthode empirique prsente dans le prsent document a t choisie sur la base dune comparaison statistique de diverses procdures de correction possibles. La mthode choisie sest rvle gnrer la variance la plus faible entre les donnes calcules et les donnes relles. Compte tenu de ce qui prcde, il doit tre reconnu quelle ne peut pas tre utilise comme une mthode de calcul thorique
