Amélioration des performances hors adaptation d'une pompe axiale

Improvement of pump performance at off design conditions

¹ Office national d'études et de recherches aéronautiques BP 72, 92322 Châtillon Cedex
² Alsthom 141, rue Rateau BP 111, 93123 La Courneuve

Résumé

Les pompes industrielles sont généralement utilisées dans un large domaine de fonctionnement, depuis un débit presque nul jusqu'à des débits sensiblement plus élevés que la valeur de projet. Souvent, on a observé que la caractéristique hauteur-débit, à vitesse constante, présente un " creux " négatif, lorsque le débit devient légèrement inférieur au débit de projet. Des instabilités aérodynamiques et mécaniques apparaissent, qui peuvent être dangereuses pour la machine. Afin d'analyser et, si possible, de pallier ces difficultés, une étude expérimentale a été entreprise conjointement par l'ONERA et Alsthom/Rateau. Une analyse détaillée de l'écoulement a mis en évidence des décollements et d'importants effets tridimensionnels. De cette meilleure connaissance du champ d'écoulement, nous avons pu imaginer un dispositif particulier qui a permis d'obtenir une très forte atténuation du " creux ".

Abstract

Industrial pumps are generally used in a wide range of operating conditions from zero or almost zero mass flow to mass flows larger than the design value. It has been often noted that the head-mass flow characteristic of conventional axial flow pumps operating at constant speed presents a negative hump as the mass flow becomes somewhat smaller than the design mass flow. The pump does not stail, there is no real low frequency oscillations in the circuit, but flow and mechanical instabilities, unsafe for the facility, are present for sorne intermediary flow range. A joint experimental venture between ONERA and Alsthom/Rateau Division was undertaken in order to analyze and if possible to palliate these difficulties. The tests were performed in air instead of water, keeping the same flow coefficients.