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Date d'inscription : 02/06/2018

Réflexion sur le pompage. Empty Réflexion sur le pompage.

Mar 31 Juil - 8:47
Salut!
Discutant innocemment, mais intelligemment avec un de nos éminents collègues de ce forum, nous avons échangé quelques propos ,sur l' éfficacité des pompes à piston et nous en avons conclus qu'il serait bien d'en dire davantage.
Quelques astuces et la compréhension du fonctionnement pourrait bien nous aider à améliorer la chose. C'est la raison de cette introduction au débat.
Ayant pompé toute ma vie, de façon plus frénétique qu'un Shaddock intoxiqué, j'ai retrouvé de la doc , avec une animation explicite.
On croit les choses simples, mais le pompage , c'est pas aussi évident qu'on l'imagine , et il faut faire rentrer tant de choses dans nos têtes d' anthropopithèques démoulés au burin!
Mais comme , sur ce forum, (Mâtin! Quel forum!) nous ne buvons pas , que l'eau des pâtes, la synergie des cerveaux, va nous permettre de tout comprendre sur les pompes, ses problèmes et ses solutions.
Ce n'est qu'un aperçu , qui doit permettre de créer la polémique d'où viendra la solution.
A notre échelle , l' éfficacité d'un pompage est probablement plus difficile à obtenir qu'à échelle 1, mais mesurer le rendement ne pose pas de problème avec une éprouvette graduée.
Ce qu'il faut comprendre à notre niveau , c'est que le piston de la pompe (attelée ou pas), en reculant, va aspirer l'eau et mettre la chambre en dépression .
Lorsque le piston va refouler l'eau, il va fermer le clapet d'aspiration et refouler l'eau dans la conduite en ouvrant le clapet de refoulement : montée en pression.
C'est le principe! Mais en réalité, le volume pompé, n'équivaut jamais à 100% du volume réel de la chambre. Le rendement n'est jamais à 100%.
Du fluide est refoulé dans l'aspiration quand le piston revient et tout le volume restant dans la chambre n'est pas déplacé.
Il y a toujours un temps sans effet ou effet nul.
En pompage, la pression va monter de 0 B à une pression supérieure de la chaudière pour ouvrir le clapet. C'est le coup de bélier.
C'est normal le fluide doit monter en pression avant de s' introduire dans la chaudière.
C'est ce qui donne les à coups dans le mano et fait sauter , dangereusement, l'aiguille.
Mais ce qu'il faut aussi retenir c'est qu'à ce moment là, le choc génére une onde de choc qui va se déplacer beaucoup plus vite que la vitesse du fluide dans la conduite.
Pour aténuer ce coup de bélier, on utilise un simple tube inversé qui contient de l' air, (voir photo) , mais cet air finit par s' évacuer assez rapidement et on se retrouve vite au point de départ .
Ce n'est donc qu'une aide passagère mais ce n'est pas la panacée!
Alors, on va faire court et vite, parce que sinon, je vais passer pour une buse en essayant d'expliquer des choses que je ne maîtrise pas complètement, loin s'en faut!
Mais comme d'hab', la discussion est ouverte à tous et surtout à ceux qui pourront nous faire profiter de leurs lumières.
(je ne parle pas de l'EDF dont les baisses de tension frisent le 51 )
On a tous entendu des "bang" , dans les conduites du chauffage central ou dans des installations plus importantes.
Le débit du fluide dans la conduite s'exprime en M3/sec alors que l'onde de choc s'exprime en hertz. C'est une fréquence.

On a appris sur cet excellent forum, comment calculer la vitesse de la vapeur dans une conduite, pour l' eau c' est pareil:
dv = v*s
dv en M3/sec
v en M/sec
s = surface interne du conduit.
Ne venez pas me beurrer la raie avec la densité , le chiffre de Reynolds et autres facteurs à la con, qui nous compliquent la tache. Ça ne nous regarde pas.

Tout le monde sait, (sauf toi bien sûr qui a fait tes classes au ministère de la Marine à Paris) que le son se propage à 5400 Km/H dans l'eau et à 340 m/sec dans l'air.
340 M/s = 1442 Km/h ! Tiens donc! C'est la vitesse d'un jet qui passe le mur du son.
Mais l'air est élastique , alors que dans l' eau , qui n' est pas compressible, le son se déplace beaucoup plus vite , et surtout beaucoup plus vite que le fluide ne se déplace.
Et c'est un Français, Marin Mersenne qui a trouvé ça.
A présent et pour ton érudition, je citerai toujours le nom des savants Français! Que tu ne "croyes" pas que ce sont les Goddons qui ont tout inventé et puis , on pensera que tu auras ouvert au moins , un livre, dans ta vie!
On s'apercoit donc, que l'on a deux paramètres par coup de piston:
-La vitesse du fluide = débit
-La vitesse de l'onde = pulsation.
Deux choses différentes qui se mesurent différemment:
En fait, on s'en fout, je me faisais juste plaisir.

Donc pour atténuer cette propagation sonore et éviter les dommages dans la ligne, On met en place sur la ligne un amortisseur. "Dampner" en anglais.
On en a déjà parlé ici et on doit pouvoir mettre une vessie dans le tube d' amortissement.
Il agira comme un ressort et amortira les coups de bélier sur la ligne.
Le principe est là:
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Pour animation, cliquez sur les dessins .

Notre problème à nous, c'est que nous ne disposons que d'un piston. Donc la pression dans la ligne va de <0 bar jusqu'à 8 bars (du moins l'inertie de l'aiguille) , pour ouvrir le clapet plaqué par la pression de la chaudière qui est à +/- 3 B.
D'où, ces coups de bélier dans la ligne et l'aiguille du mano qui bondit , à chaque montée en pression.
L'idéal , comme dans la réalité, serait de disposer de 3 pistons pour conserver une pression de refoulement plus constante. Il faudrait donc diminuer le diamètre des pistons, pour ne pas trop débiter , ni bouffer trop d' énergie à la machine. Ou alors utiliser le système "swash plate" que notre ami Francis connait bien. (plateau oscillant comme dans les pompes hydrauliques)
Le "TOP", comme sur les bons moteurs = 5 cylindres! Mais là, il faut un horloger pour le construire. J'en connais qui ont suffisamment de talent pour l'usiner ............Mais faut étre maso!

Un autre handicap vient de l'aspiration.
Une pompe, ne pompe jamais à 100% de sa capacité et cela pour plusieurs raisons. La plus importante est certainement son alimentation.
Dans la réalité , on la sur-alimente avec une pompe centrifuge ou autre, en la gavant avec un max de liquide à "bonne" pression. Ca améliore de beaucoup son rendement.
Mais , il y a quelque chose de beaucoup plus simple qui donne d' excellents résultats.
C' est la course du piston.
J'en parle d'expérience , ayant pompé à peu près tout ce qu'on peut pomper ici bas.
(Il n'y a que Moilledart qui me bat , parce que lui , il arrive même à nous pomper l'air).
Brèfle , comme on dit chez lui!
Plus la course est longue et plus l'éfficacité de la pompe du coté aspiration est positive. Ca , c'est facilement réalisable.
Une pompe avec 3 pistons (ou 5) et course longue permettra une aspiration plus linéaire et un refoulement sans a-coups trop brutaux.
La course des clapets (ou bille) est aussi importante. On considère généralement que la bille ne doit pas se soulever plus de la moitié de son diamètre. Et encore c’est beaucoup.
Elle pourra aussi se passer d'une pompe d'alimentation: centrifuge par exemple.

Dans notre cas , pour finir et s'assurer que la pompe est toujours alimentée, il faut l'installer sous la ligne de flottaison avec la prise de pression dirigée vers l'avant du canot .
Juste derrière l'hélice , c'est le mieux.
C'est certainement couper les cheveux en quatre, mais, toutes ces petites astuces devraient permettre un fonctionnement plus doux de la pompe d' alimentation chaudière. C'est aussi valable pour le "Petit Cheval". Il en existe avec 2 ou 3 pistons, qui sont une merveille de précision et de douceur. On en reparlera avec l'horloger du 38!
Je te dispense de tout commentaire libidineux au sujet de la technique de pompage!
C'est un peu confus tout ça , mais des questions viendra la lumière!
A vous!
Cordialement!

_________________
KBIO! Dit aussi Garcimore. Parce que si vous saviez.......;-))
Je ne suis pas sérieux!
derekwarner_decoy
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Réflexion sur le pompage. Empty Re: Réflexion sur le pompage.

Mar 31 Juil - 9:35
Hullo KBIO...... Réflexion sur le pompage. 153224623 all of your points are absolutely valid.......one point not mentioned is the elastomer of the seal [for a piston pump]


Nitrile elastomer may be rated to 105 degrees C, however this is only for static applications........at 90 degrees C, Nitrile elastomer O-rings soften from the 90 Durometer hardness to a far lower [or softer] level

So steam boiler water make up pumps [even with a preheater] should only use Nitrile seals or O-rings....as Viton elastomer is usually 70 Durometer hardness and should only be used in applications where higher temperatures are a consideration

Even with Viton's lower hardness, coupled with this is an abrasion resistance which is inherently low  Réflexion sur le pompage. 378693853

At each stroke of the pump we have the requirement for the o-ring on the piston to exceed the pressure of the inline check valve + the boiler pressure to produce the single slug of water into the boiler

So in addition to the deformation of the o-ring in the piston seal cavity, we have an instaintenance de-pressurization of the o-ring

With each compression stroke of the piston is progressive in motion provides a gradual deformation of the o-ring to reach and exceed the boiler pressure, however the majority of mechanical damage Réflexion sur le pompage. 2973892394 to the piston o-ring is the de-pressurization event

To attain the desired water volume displacement is clearly achieved by the slower speed and longer stoke pump

So the Regner Balance Balloon [it is a functional miniature hydraulic fluid accumulator] between the pump discharge and the boiler to function and smooth out this decompression spike  Réflexion sur le pompage. 3995581187

Regner mount this Balance Balloon directly on the pump discharge body/manifold which is the preferable location.....I was not s lucky with space

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Derek
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