Dans le domaine des machines à fluides, des pompes à débit mixte etpompes centrifugesIl existe deux types de pompes courants. Ils jouent des rôles importants dans de nombreux domaines industriels et civils. Comprendre leurs différences essentielles est crucial pour sélectionner et utiliser correctement ces appareils.
1, différences structurelles
(1) Structure de la turbine
Pompe à débit mixte
La forme de la roue d'une pompe à débit mixte se situe entre celle d'une pompe centrifuge et d'une pompe à débit axial. Ses pales sont vrillées, avec à la fois l’extension radiale des aubes de pompe centrifuge et l’extension axiale des aubes de pompe à flux axial. Cette forme de pale fait que le fluide de la pompe à flux mixte est soumis à la fois à des forces centrifuges et axiales pendant le fonctionnement. Par exemple, certaines roues de pompe à débit mixte courantes ont des angles de placement de sortie de pale généralement compris entre 20 degrés et 60 degrés, ce qui peut affecter les caractéristiques de performance de la pompe à débit mixte.
Les aubes de la roue des pompes centrifuges sont généralement radiales ou courbées vers l’arrière. Les pales génèrent principalement une force centrifuge, qui projette le fluide du centre de la roue vers le bord de la roue. L'angle de placement de la sortie des pales de la roue de la pompe centrifuge est généralement supérieur à 90 degrés, et certains même proche de 180 degrés, ce qui permet au fluide d'obtenir une force centrifuge importante dans la roue.
(2) Structure du corps de la pompe
Pompe à débit mixte
Le corps de pompe des pompes à débit mixte est principalement une structure en volute, mais par rapport à la volute des pompes centrifuges, sa zone de col est plus grande. Cette structure permet de mieux équilibrer les forces radiales et axiales lors de l'écoulement du fluide, tout en s'adaptant également aux caractéristiques de l'écoulement du fluide radial et axial dans les pompes à débit mixte. De plus, l'entrée et la sortie des pompes à débit mixte sont généralement sur le même axe ou présentent un certain angle pour s'adapter aux différentes exigences d'installation et de fonctionnement.
Le corps de pompe des pompes centrifuges est également principalement une structure en volute, mais la zone du col est relativement petite. L'entrée d'une pompe centrifuge est généralement située sur le côté du corps de pompe et la sortie est située sur le dessus ou sur le côté du corps de pompe, ce qui est différent de la disposition des canalisations d'entrée et de sortie d'une pompe à débit mixte.
2, différences dans les principes de fonctionnement
(1) Principe de fonctionnement de la pompe à débit mixte
Conversion d'énergie
Lorsqu'une pompe à débit mixte fonctionne, la roue tourne pour entraîner le mouvement du fluide. En raison de la forme torsadée des pales, le fluide subit un effet combiné des forces centrifuges et axiales dans la roue. La force centrifuge amène le fluide à se déplacer vers le bord de la roue, tandis que la force axiale pousse le fluide à s'écouler dans la direction axiale. Au cours de ce processus, l’énergie cinétique et l’énergie de pression du fluide augmentent. À mesure que le fluide s'écoule du centre vers le bord de la roue, sa vitesse augmente progressivement et la pression augmente également progressivement.
Trajectoire du flux
La trajectoire d'écoulement du fluide dans une pompe à flux mixte est un écoulement oblique entre les directions radiale et axiale. Après être entré dans la roue par l'entrée, le fluide s'écoule le long du canal incliné de la pale. Lors de l'écoulement hors de la roue, il existe des composantes de vitesse radiale et axiale.
(2) Principe de fonctionnement de la pompe centrifuge
Conversion d'énergie
Les pompes centrifuges dépendent principalement de la force centrifuge générée par la rotation de la roue pour fonctionner. Lorsque la roue tourne à grande vitesse, le fluide est projeté vers le bord de la roue sous l’action de la force centrifuge. Au cours de ce processus, la vitesse du fluide augmente et la pression augmente également en conséquence. Les pompes centrifuges convertissent principalement l'énergie mécanique apportée par la roue en énergie cinétique et en énergie de pression du fluide, l'augmentation de l'énergie cinétique représentant une grande proportion, puis convertissent l'énergie cinétique en énergie de pression via des composants tels que la volute.
Trajectoire du flux
La trajectoire d'écoulement du fluide à l'intérieur d'une pompe centrifuge est radiale. Le fluide est projeté du centre de la roue vers le bord de la roue, puis change progressivement de direction le long du canal en volute du corps de pompe, s'écoulant de la sortie.
3, différences dans les caractéristiques de performance
(1) Caractéristiques de débit et de hauteur de chute
Pompe à débit mixte
Le débit des pompes à débit mixte est relativement important, généralement compris entre 100 et 10 000 mètres cubes par heure, selon le modèle et les spécifications de la pompe. Sa portée de tête est relativement étroite, généralement entre 10 et 100 mètres. La courbe de hauteur de débit d'une pompe à débit mixte est relativement plate et, dans une certaine plage de hauteur de chute, l'impact des changements de débit sur la hauteur de chute est relativement faible.
La plage de débit des pompes centrifuges est également très large, allant de quelques mètres cubes par heure à des milliers de mètres cubes par heure. La plage de hauteur de chute des pompes centrifuges est large, allant de quelques mètres à plusieurs centaines de mètres. La courbe de hauteur de débit d'une pompe centrifuge présente généralement une forme de bosse, avec un rendement élevé proche de l'excellent point de fonctionnement. Après s'être écarté du point de fonctionnement excellent, l'efficacité diminuera rapidement.
(2) Efficacité
Pompe à débit mixte
Les pompes à débit mixte ont un rendement plus élevé dans des conditions de débit moyen et de hauteur de chute élevée. En raison des caractéristiques de sa structure et de son principe de fonctionnement, les pompes à débit mixte peuvent convertir efficacement l'énergie d'entrée en énergie efficace du fluide lorsqu'elles font face à des débits élevés et à certaines exigences de hauteur de chute, avec un rendement atteignant généralement environ 70 % à 85 %.
L'efficacité des pompes centrifuges dans la zone à haut rendement-est également relativement élevée, atteignant généralement environ 80 % à 90 %. Mais lorsque le débit et la hauteur d’élévation s’écartent du point de fonctionnement optimal, l’efficacité diminue rapidement. Par exemple, lorsque le débit est inférieur à 50 % du point de fonctionnement optimal, l'efficacité de la pompe centrifuge peut diminuer jusqu'à moins de 50 %.
(3) Performances de cavitation
Pompe à débit mixte
Les performances de cavitation des pompes à flux mixte sont relativement médiocres. En raison du débit d'entrée élevé et du grand angle d'entrée des pales des pompes à débit mixte, la cavitation est susceptible de se produire à l'entrée des pales. Les problèmes de cavitation sont plus graves, notamment dans des conditions de faible hauteur de chute et de débit élevé.
Les performances de cavitation des pompes centrifuges sont relativement bonnes. L'angle d'entrée des pales de la pompe centrifuge est relativement petit et le débit d'entrée est relativement lent, ce qui peut réduire dans une certaine mesure l'apparition de cavitation. Cependant, les pompes centrifuges peuvent également rencontrer des problèmes de cavitation à haute altitude, à haute température ou dans de mauvaises conditions d'aspiration.
4, différence dans le champ d'application
(1) Champ d'application de la pompe à débit mixte
Génie hydraulique
Les pompes à débit mixte sont largement utilisées dans l’ingénierie de l’irrigation et du drainage. Par exemple, dans les systèmes d'irrigation agricole à grande échelle, les pompes à débit mixte peuvent soulever l'eau de la source vers une position plus élevée, puis la transporter vers diverses terres agricoles via des canaux. En termes de drainage, des pompes à débit mixte peuvent être utilisées pour éliminer l’engorgement, en particulier dans les zones au terrain relativement plat. Les pompes à débit mixte peuvent évacuer efficacement l'eau accumulée.
Approvisionnement en eau urbain
Dans les projets de captage et de détournement d'eau brute de certaines villes, des pompes à débit mixte peuvent également être utilisées pour transporter l'eau de la source d'eau vers les usines de traitement de l'eau ou les réseaux urbains d'approvisionnement en eau. Surtout lorsqu’un débit important et une hauteur de chute modérée sont requis, une pompe à débit mixte constitue un choix plus économique.
(2) Champ d'application de la pompe centrifuge
Secteur industriel
Les pompes centrifuges sont largement utilisées dans des industries telles que la chimie, le pétrole et l'énergie. Dans l'industrie chimique, les pompes centrifuges peuvent être utilisées pour transporter divers fluides chimiques tels que des acides, des bases, des solutions salines, etc. Dans l'industrie pétrolière, les pompes centrifuges peuvent être utilisées pour des processus tels que le transport de pétrole brut et l'injection d'eau. Dans l’industrie électrique, les pompes centrifuges peuvent être utilisées pour fournir de l’eau de refroidissement en circulation, etc.
Domaine du bâtiment
Les pompes centrifuges jouent un rôle important dans la construction de systèmes d’approvisionnement en eau et de drainage. Par exemple, dans le système d'approvisionnement en eau des immeubles de grande hauteur, les pompes centrifuges peuvent soulever l'eau de la piscine du niveau inférieur vers le réservoir d'eau de grande hauteur pour répondre aux besoins en eau des utilisateurs. Dans le système de protection incendie, les pompes centrifuges constituent également un équipement d'alimentation en eau important, capable de fournir un volume et une pression d'eau suffisants en cas d'incendie.
En résumé, il existe des différences essentielles entre les pompes à débit mixte et les pompes centrifuges en termes de structure, de principe de fonctionnement, de caractéristiques de performance et de champ d'application. Dans les applications pratiques, il est nécessaire de choisir une pompe à débit mixte ou une pompe centrifuge en fonction de conditions de fonctionnement spécifiques telles que le débit, la hauteur manométrique, les propriétés du liquide et d'autres facteurs. Pour les situations avec des débits élevés, une hauteur de chute moyenne et des exigences peu élevées en matière de performances de cavitation, les pompes à débit mixte sont un bon choix ; Pour les conditions de travail avec une large gamme de débits et de hauteurs d'élévation, des exigences de rendement élevées et une sensibilité aux performances de cavitation, les pompes centrifuges présentent plus d'avantages.