Influence de l'érosion des aubes de la pompe centrifuge " SHF " sur ses caractéristiques hydrauliques : détermination expérimentale sur la boucle EPOCA

Blade erosion influence on hydraulic performance of the " SHF " centrifugal pump : experimental determination on the EPOCA test loop

EDF R&D, Département MFEE, groupe " écoulements et turbomachines " 6, quai Watier, 78 401 CHATOU Cedex ; Tél : +33 (0)1 30 87 79 52, Fax : +33 (0)1 30 87 79 49

Auteurs de correspondance : antoine.archer@edf.fr nasser.nimanbeg@edf.fr christian.l-exact@edf.fr

Résumé

Afin de déterminer l'effet de l'érosion des aubes d'une pompe centrifuge standard (la pompe dite " SHF ") sur ses caractéristiques hydrauliques, des essais sont menés sur la boucle EPOCA à Chatou. L'érosion des aubes, identique pour chacune des aubes et réalisée par usinage numérique, est censée représenter une usure par érosion de cavitation. Les performances hydrauliques sans cavitation (courbes hauteur, puissance sur l'arbre et rendement en fonction du débit) et le comportement en cavitation (courbe de NPSH3 % et développements de cavitation à l'entrée de la roue) sont mesurés pour la roue neuve puis pour trois degrés croissants d'usure de la roue : usure légère, usure profonde et usure profonde avec entaille du bord d'attaque. L'évolution des performances est significative, compte tenu des incertitudes de mesure. Pour la géométrie de la pompe SHF, la hauteur avec une roue érodée par rapport à une roue neuve baisse d'environ 2 %, la puissance sur l'arbre baisse au maximum d'environ 9 %. Le NPSH3 % est modérément impacté par l'usure.

Abstract

The blade erosion influence on hydraulic performance for a standard design centrifugal pump (pump named "SHF"). was experimentally determined by tests on the EPOCA loop in Chatou. The eroded blades, all identical and manufactured by numerical milling, are supposed to represent a wear by cavitation erosion. Hydraulic performance without cavitation (head, shaft power and efficiency versus flow rate) and with cavitation (NPSH3 % curves and cavitation developments visualization) are recorded for the new runner and then for three increasingly weared runners : soft wear, deep wear and deep wear with a cut in the leading edge. The performance evolution is evident, taken into account experimental uncertainties. For the "SHF" geometry, the head between the unweared and the weared runner is lowered by about 2 % and the power by 9 %. The NPSH3 % is only moderately affected by the wear.