Une pompe! Comment ça marche???

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 cett 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'st 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:
http://www.liquid-dynamics.com/animations/dampners.htm
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 Gazou 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.
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 dispense Lagaffe 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!

je ne sais pas si je sais pompé l'air  mais de ton exposé je n'ai retenu que ceci

le pompage , c'est pas aussi évident qu'on l'imagine , et il faut faire rentrer tant de choses dans nos têtes  etc...............

ça c'est ben vrai ça ![/quote]

et les têtes ne sont pas toujours prêtes

Bonjour Maître Kbio !
Juste une p'tit précision ; Une pompe ne fournis pas de pression , mais juste un débit !
La pression , ces les récepteurs qui la crée !
Il me semble que l'allongement de la courses des pistons ne changera que la fréquence des coups de bélier. Non ?
@+ pif :(

Une authentique histoire de pompe:
Parmi mes multiples occupations professionnelles j'ai eu l'occasion de travailler sur des tuyauteries enterrées. Donc tranchée à ouvrir pour les réparations.
En général une tranchée c'est creux donc c'est l'endroit que choisit l'eau pour se reposer. Et comme à Brest il pleut de temps en temps nous nous sommes retrouvés le matin avec la tranchée creusée la veille largement remplie.
Une chance, nous nous trouvions dans l'enceinte de l'Ecole Navale brestoise, donc largement fournie en personnels compétents pour nous pomper l'eau. Pour une fois.
Qui trouver de mieux que les pompiers de cette honorable administration pour nous donner un coup de main.
Ni une ni deux, coup de fil à l'officier de permanence, qui nous amène la réponse 1/4 d'heure plus tard: "Je n'ai pas trouvé les pompiers, j'essaie de les contacter, je vous tiens au courant."
Bon j'admets que 9 heures c'est un peu tôt, mais nous étions là depuis 8 heures le matin, heure de notre embauche quotidienne.
Une heure plus tard, toujours pas de pompier en vue. Nous nous impatientons, mais comme nous sommes payés en régie nous ne bouffons pas notre baraque.
Peu après 10h30, enfin des nouvelles, avec une réponse qui nous laisse sans voix:
"Ils ne peuvent pas faire ce travail, ils ont des pompes qui refoulent mais pas de pompes qui aspirent".
Si si, authentique !
Alors nous voilà partis à castobricotruc acheter une pompe banale qui nous a vidé notre tranchée en moins de temps qu'il ne faut pour trouver un pompier équipé sur le site.


KBIO, tu parles des pompes mais pas des clapets anti-retour. C'est pourtant leur tarage qui détermine la pression minimum de sortie.
Une caractéristique essentielle d'une pompe est son NPSH:
http://fr.wikipedia.org/wiki/NPSH
Que la pompe soit centrifuge, à piston, à engrenages, à membrane, ..., il est indispensable de connaître sa capacité d'aspiration. Et l'utilisation éventuelle comme tu le soulignes de pompes de gavage.
Certaines pompes ne supportent pas d'être fermées en sortie, comme les pompes à piston ou à engrenages. On utilise alors des clapets de décharge. Les pompes hydrauliques par exemple tournent en permanence et fournissent une pression déterminée par le tarage du clapet de décharge (comme la soupape d'une cocotte minute).

Le coup de bélier est provoqué par un retour du fluide dans la canalisation sous l'effet de la pression du circuit récepteur quand la pompe cesse de pomper.
Dans les canalisations de grande longueur on dispose des clapets anti-retour correctement espacés. Les plus beaux que j'aie pu observer sont ceux des canalisations qui amenaient l'eau à Versailles à partir de la machine de Marly (détruite depuis)
Vous voulez la photo d'une belle pompe à piston ?
La regrettée Machine de Marly:


Photo perso, droits réservés.

Re !
Il me semble qu'il est question de pompe pour un fluide et non d'une pompe pour vapeur ?
@+ pif :( 

:( Re!
Je suis désolé, je n'arrive pas à mettre mes raccourcis avec animation!  
Lagaffe ton histoire est intéressante, C'est vrai qu'une pompe qui n'arrive pas à aspirer cavite et bonjour les à coups sur la ligne. Surtout si elle est souple.
Si la pompe refoule de trop, il y a des disques de rupture sur le haut des clapets d'aspiration qui empèche de casser la pompe.Il y a aussi des soupapes , tarées à la pression de travail maxi en sortie de pompe.
Pour répondre à PIF, si j'ai bien compris sa question: disons qu'une longue aspiration vaut mieux que plusieurs courtes et répétées. Essaye avec une paille dans un verre et dis moi la différence.
Le petit cheval, c'est une machine à vapeur alternative qui actionne un piston , tout comme la pompe à bras d'un puits dans l'ancien temps.
La machine , c'est toi, et la pompe, c'est ....la pompe. 

Mais à propos des pompiers, si KBIO' avait été là, il vous aurait montré comment vider une cave (ou une tranchée)  avec une pompe "refoulante"!  
Et plus surement qu'avec une pompe aspirante ou immergée!:mon dieu 
:hurle Alors qui nous dira comment on peut vider sa piscine avec une pompe refoulante????  :study:  
Cordialement!    

Bonsoir
Kbio ! J'ais vidé le verre !
A petites sussions, et à grandes ; J'ais pas vue de différence, le gout était toujours le même :cheers: 
 

Pour répondre à PIF, si j'ai bien compris sa question: disons qu'une longue aspiration vaut mieux que plusieurs courtes et répétées.

Tu n'as pas toujours dit ça. T'as pris un coup de vieux ?

Edit: Pour les pompiers, j'ai une bonne adresse.

 Je suis dépité!:mon dieu Il y a pire que moi sur ce forum!:cheers: 
A demain!:sleep: 
 

:comprend pas 
je croyais que nous étions sur un forum culturel ...... 

Très intéressant comme exposé, mais je ne voudrais pas trop cirer les pompes de Kbio...

A propos, depuis le temps, tu devrais savoir que les images que tu veux montrer doivent être sur le net, à moins que tu ne partage ton disque dur sur la toile

a+

pat_2b

GAZOU a écrit::comprend pas 
je croyais que nous étions sur un forum culturel ...... 

C'est très dur à dérider les vieux, tu sais...
Le modélisme porté au niveau de la Culture avec un grand K... Comme tu y vas Gazou !

Hello!
:( La culture avec un grand K, c'est KOLOSSAL!
 :mon dieu 
 

:( 
Le lien sur les amortisseurs de pression est en place!
 

Sur les DS il y en a de beaux (sur votre circuit de chauffage aussi).

Salut!
Bon! J'ai posé une question sur la façon de vider un réservoir, une cave, une tranchée, une piscine, .....un trou , quand on a qu'une pompe refoulante et rien pour aspirer!
Mais la chaleur peut ètre ou alors l'abus d'anis , ou autre! La flegme , quoi!  
C'est un montage tout simple et d'une efficacité déconcertante , et ça se bouche pas!:nono 
On utilise le principe de Ventury, tout simplement!
J'ai trouvé ça comme exemple le plus explicite.

https://youtu.be/HHa42cY0QZI
Et voilà pourquoi Lagaffe et ses pompiers sont au chomage!:cheers: 
Bon! KBIO  
Bien cordialement! 

Bin oui, mais avant de pomper l'eau il faut pomper l'air... Je pense que ça ils savaient faire.

Et ben ! Avec tous ceux qui nous pompent l'air on pourrait en vider des caves !