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Développement d’un outil numérique améliorant la conception et les performances des pompes centrifuges multi-étages

La Roche-Carrier, Nicolas (2014). Développement d’un outil numérique améliorant la conception et les performances des pompes centrifuges multi-étages. Mémoire. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Ingénierie, 136 p.

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Résumé

Pour des constructeurs de pompes hydrauliques, la conception, la fabrication et la caractérisation des pompes centrifuges présentent toujours un grand défi. Une meilleure fabrication de ce type de pompe exige une connaissance de tous les paramètres fondamentaux des composantes de la pompe. Dans le cadre de cette recherche, il s'agissait de développer des modèles numériques fiables et précis d'un étage de pompe centrifuge multi-étage permettant d'étudier les écoulements complexes de liquide dans la pompe dans le but d'améliorer les performances des pompes centrifuges. Les étapes de conceptions pour les composantes qui forment un étage de pompe centrifuge multi-étage ont été recueillies dans diverses sources scientifiques. À partir du point opérationnel de la pompe souhaité, un système de calcul permet de fournir les paramètres dimensionnels nécessaires aux composantes de la pompe. À l'aide du logiciel commercial ANSYS-CFX, les simulations numériques ont été réalisées pour étudier l'influence des paramètres géométriques des impulseurs, des diffuseurs et des aubes de retour sur les performances et les comportements d'écoulement du liquide dans les pompes. De plus, l'influence de la position relative de l'impulseur par rapport au diffuseur sur les champs de pression et de vitesse a été également examinée. La validation des modèles numériques développés a été effectuée en comparant les résultats des simulations numériques avec les résultats expérimentaux provenant du banc d'essais de pompes de Technosub. Avec ces comparaisons, les paramètres géométriques des modèles numériques furent modifiés afin d'obtenir le plus petit écart possible entre les courbes fournies par Technosub et ceux obtenus par les simulations numériques. Pour améliorer la conception d'un étage de pompe centrifuge multi-étage, les impacts de la hauteur des aubes de l'impulseur, le nombre d'aubes de l'impulseur, du diffuseur et des aubes de retour, l'angle de fuite de l'impulseur, et l'épaisseur des aubes de l'impulseur et du diffuseur sur les performances d'un étage d'une pompe centrifuge multi-étage ont été analysés. De plus, une étude sur une pompe comportant plus d'un étage a été effectuée. Les résultats obtenus montrent que les paramètres sélectionnés affectent la hauteur manométrique, la puissance à l'arbre et l'efficacité d'une manière qui varie selon le cas ciblé.

Type de document: Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Dituba Ngoma, Guyh
Co-directeurs de mémoire/thèse: Ghie, Walid
Mots-clés libres: pompe centrifuge multi-étage, impulseur, diffuseur, modélisation et simulation, mécanique des fluides numérique (MFN)
Divisions: Sciences appliquées > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt: 03 juin 2014 15:21
Dernière modification: 03 juin 2014 15:21
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/585

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