Qu’est-ce que la hauteur d’aspiration de la pompe et pourquoi est-ce un élément important dans le choix d’une pompe ?

Qu’est-ce que la hauteur d’aspiration de la pompe et comment est-elle mesurée ?

Les pompes à membrane créent une aspiration sur la course descendante, créant un vide à basse pression qui aspire le fluide dans l’orifice d’entrée. La hauteur d’aspiration est la distance verticale entre l’entrée de la pompe et la source du fluide dans les applications liquides. Plus le liquide est bas sous l’entrée de la pompe, plus la pompe doit travailler fort pour le faire remonter. La hauteur d’aspiration est mesurée en mètres d’eau, abrégée en mH₂O ou mCE, qui représente la pression hydrostatique générée par le liquide. Bien que la hauteur d’aspiration semble être un concept simple, elle dépend fortement d’une variété de facteurs environnementaux.

Limites physiques de la hauteur d’aspiration : Un examen critique

Lors de la recherche d’une pompe, il est important de tenir compte des limites physiques de l’aspiration. Les liquides commencent à s’évaporer lorsqu’ils sont exposés au vide. En outre, la pression de vapeur d’un liquide est influencée par sa température. C’est pourquoi différents liquides commencent à s’évaporer à des niveaux de vide spécifiques. Si le milieu ne s’évapore pas, il y a encore des limites à la hauteur à laquelle il peut être aspiré. Même un vide de 0 mbar (abs.) ne génère qu’une quantité limitée d’aspiration.    

En théorie, la hauteur d’aspiration maximale qu’une pompe peut générer est d’environ 10,33 mH₂O, ce qui équivaut à la pression atmosphérique au niveau de la mer. Toutefois, cette limite suppose que la pompe fonctionne dans des conditions idéales, avec un vide parfait au niveau de la mer. Des facteurs tels que la pression atmosphérique, la température du liquide, le frottement dans la tuyauterie, la viscosité du fluide et les performances de la pompe jouent tous un rôle majeur dans la limitation de la hauteur d’aspiration. La pression atmosphérique est plus faible en altitude, ce qui entraîne une hauteur d’aspiration plus faible. Le frottement au sein du système et l’augmentation de la température du fluide peuvent également entraîner des variations de pression, réduisant encore les capacités d’aspiration. Une hauteur d’aspiration de 7 à 8 mH₂O est le maximum réalisable en pratique dans la plupart des conditions normales de fonctionnement.

La hauteur d’aspiration a un impact sur la cavitation et le débit

Le choix d’une pompe capable de supporter la hauteur d’aspiration appropriée est essentiel pour éviter la cavitation. La cavitation se produit lorsque des bulles d’air s’accumulent et s’effondrent rapidement dans le liquide pompé. L’effondrement de ces bulles génère de puissantes ondes de choc qui érodent progressivement la surface interne des composants de la pompe. Elle peut également entraîner des vibrations et des bruits excessifs et, dans certaines applications, altérer le fluide transféré. Les pompes fonctionnant à proximité ou en dehors des limites de leurs capacités de hauteur d’aspiration sont très sensibles à la cavitation.

La hauteur d’aspiration de la pompe a également un impact important sur le débit. Généralement, le pompage avec une hauteur d’aspiration plus élevée entraîne un débit plus faible, car la pompe doit surmonter des différences de pression plus importantes pour transporter le fluide. Ceci est démontré par une courbe de débit de la pompe, comme celle-ci pour la NF 30 de KNF.

Lorsque la hauteur d’aspiration est réduite, le débit maximal augmente. Toutefois, cela suppose également des conditions de fonctionnement idéales. Tout changement de la pression atmosphérique peut également avoir un impact sur le débit.

Relever le défi des limitations d’aspiration

Des limites strictes et une forte dépendance à l’égard des facteurs environnementaux rendent les applications d’aspiration difficiles. Toutefois, il existe des moyens de pallier ces limitations. Il est essentiel d’avoir une bonne installation, car l’emplacement de la pompe joue un rôle majeur dans la génération d’une aspiration adéquate du liquide. En règle générale, une pompe doit être installée en dessous du niveau de liquide du réservoir dans lequel elle puise. Cela n’est pas toujours possible, mais le réservoir doit être situé dans la limite de la hauteur d’aspiration maximale de la pompe pour que le système fonctionne efficacement et évite la cavitation.

Le choix du bon tuyau est également essentiel pour préserver le débit et éviter d’endommager la pompe. Les tuyaux doivent avoir un diamètre suffisant pour acheminer efficacement le fluide jusqu’à l’entrée de la pompe. La configuration de la tuyauterie doit viser à obtenir le plus grand nombre possible de conduites droites et à réduire au minimum les joints et les raccords. Cela peut contribuer à réduire les pertes par frottement et à éviter d’autres pertes de performance. 

Le choix de la bonne pompe est crucial

Avoir une pompe capable de supporter la hauteur d’aspiration appropriée est essentiel pour éviter la cavitation et générer le bon débit. Il est judicieux de choisir des pompes à membrane pour générer une hauteur d’aspiration en raison de leur conception caractéristique. KNF propose une large gamme de pompes à forte aspiration, dont la NF 30. La NF 30 offre une hauteur d’aspiration maximale de 6 mH₂O (minimum garanti, testé en conditions sèches) ainsi qu’un débit maximal de 0,3 l/min et une pression maximale de 1 bar (rel.). Elle est disponible avec une variété de têtes de pompe, de vannes et de matériaux de membrane, ainsi qu’avec des moteurs CC sans balais adaptables sur mesure.

Pour les applications nécessitant à la fois un débit plus élevé et une bonne aspiration, il peut être nécessaire de recourir à la FK 1100. Elle a une hauteur d’aspiration maximale de 4,5 mH₂O (minimum garanti, testé en conditions sèches), un débit maximal de 12,4 l/min et une pression maximale de 1 bar (rel.). Elle est également disponible en version haute pression, 1.1100, qui offre une pression pouvant aller jusqu’à 6 bars (rel.).