La courbe caractéristique de pompe définie dans la page Courbe de pompe d’un objet de pompe est appropriée pour un fonctionnement de pompe normal (hauteur et vidange positives), mais pas pour un fonctionnement de pompe en dehors de la zone normale.
Au cours d’un événement transitoire, un turbinage, une inversion de débit, une inversion de vitesse, etc. peuvent se produire. Toutes les combinaisons de hauteur et de vidange positives et négative doivent être prises en compte.
InfoWorks TS comprend huit courbes caractéristiques de pompe à quatre quadrants intégrées décrivant le comportement de la pompe en situation de fonctionnement normal ou anormal. Trois de ces courbes ont été construites à l’aide des données des expériences de Hollander sur les pompes centrifuges présentées dans Wylie et Streeter (1983, 1993). Cinq autres ont été construites à l’aide des données fournies par Thorley (1991).
Pour les turbines, seule une paire de courbes de Suter est actuellement disponible. Celles-ci sont basées sur le diagramme à quatre quadrants donné pour une pompe-turbine réversible dans Engineering Monograph No 39 (Bureau of Reclamation, 1977) et présentent actuellement des valeurs pour les ouvertures d’aube directrice de 100 % à 20 %.
Un exemple de courbe est illustré ci-dessous. Les courbes de h/(α2+v2) et β/(α2+v2) sont tracées, où :
h = H/HR = Charge réelle/Charge nominale
v = Q/QR = Débit actuel/Débit nominal
α = N/NR = Vitesse réelle/Vitesse nominale
β = T/TR = Couple réel/Couple nominal
Les courbes sont tracées sur une plage de 0 à 2π à l’aide de 89 points de données à des intervalles de π/44 radians.
Exemple de courbe à quatre quadrants
| Quadrant | Zone | Débit (v) | Vitesse (a) | Charge (h) | Couple (w) | Définition |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I | Contrainte | + | + | + | + | Pompage normal |
| I | B | + | + | - | + | Dissipation d’énergie |
| I | C | + | + | - | - | Turbine inversée |
| II | D | + | - | - | - | Dissipation d’énergie |
| II, III | E | ± | - | ± | - | Pompage à rotation inverse |
| III | F | - | - | + | - | Dissipation d’énergie |
| III | G | - | - | + | + | Turbine normale |
| IV | H | - | + | + | + | Dissipation d’énergie |
Tableau 1 : Zones et quadrants de fonctionnement de pompe
Le fichier de pompe à utiliser est déterminé en fonction de la vitesse spécifique. Le fichier associé à la vitesse spécifique la plus proche de la valeur de vitesse calculée est sélectionné.
La vitesse spécifique est calculée comme suit :
|
|
où : NR = Vitesse nominale, tr/min QR = Débit nominal, m3/s (gpm) HR = Charge nominale, m (pi) |
| Fichier de pompe | Vitesse spécifique de la pompe (unités SI) |
Vitesse spécifique de la pompe (unités US) |
|---|---|---|
| 1 | 25 | 1270 |
| 2 | 147 | 7600 |
| 3 | 261 | 13500 |
| 4 | 72 | 3725 |
| 5 | 85 | 4409 |
| 6 | 101 | 5203 |
| 7 | 131 | 6792 |
| 8 | 169 | 8764 |
Tableau 2 : Fichiers à quatre quadrants intégrés