Comment sélectionner les diamètres des tuyaux d’entrée et de sortie pour les pompes à lisier

I. Principes de base de la sélection du diamètre des tuyaux

La configuration du diamètre des tuyaux doit être basée à la fois sur la sécurité de l'équipement et sur l'efficacité du système. Les deux règles fondamentales suivantes sont essentielles pour éviter la plupart des risques opérationnels.

1. Tuyau d’admission : plus c’est gros, mieux c’est

Le diamètre intérieur du tuyau d'entrée doit être pas plus petit que le diamètre d'aspiration de la pompe à lisier , et il est recommandé de sélectionner un tuyau une taille plus grande que l'entrée de la pompe autant que possible.
Par exemple, si le diamètre d'entrée de la pompe est de 100 mm (environ 4 pouces), un tuyau d'entrée de 125 mm (environ 5 pouces) doit être utilisé. L'utilisation de tuyaux de 80 mm (environ 3 pouces) ou moins est strictement interdite.

Cette conception réduit la vitesse du lisier du côté aspiration, permettant au fluide d'entrer en douceur dans la pompe. Il permet d'éviter une chute de pression excessive à l'entrée, qui pourrait autrement entraîner une cavitation et endommager les composants critiques de la pompe.

2. Tuyau de sortie : une bonne correspondance est la clé

Le diamètre du tuyau de sortie peut être égal ou légèrement inférieur au diamètre de refoulement de la pompe , mais la différence de taille ne doit pas dépasser une taille nominale.
Par exemple, lorsque le diamètre de refoulement de la pompe est de 100 mm, un tuyau de sortie de 100 mm ou de 80 mm est acceptable, tandis qu'un raccordement direct à un tuyau de 50 mm ou moins n'est pas recommandé.

Un tuyau de sortie surdimensionné peut entraîner une consommation d'énergie inutile, tandis qu'un tuyau sous-dimensionné augmente considérablement la résistance du pipeline, entraînant un mauvais écoulement des boues, voire un blocage. Par conséquent, un équilibre optimal entre efficacité des transports et coût de l’énergie doit être atteint.

II. Facteurs clés affectant la sélection du diamètre des tuyaux

La conception du diamètre des tuyaux doit être ajustée dynamiquement en fonction des conditions de fonctionnement réelles. La taille appropriée du tuyau est déterminée par une évaluation complète des propriétés du lisier, des paramètres de la pompe et de la configuration du pipeline.

1. Caractéristiques du lisier

Les propriétés du coulis constituent la base principale du choix du diamètre des tuyaux, car elles influencent directement les exigences en matière de résistance à l'usure et d'antiblocage.

• Concentration de solides
  Lorsque la boue a une concentration élevée en matières solides (par exemple, une boue de sable de quartz avec une teneur en matières solides supérieure à 60 %), un diamètre de tuyau plus grand (généralement une taille plus grande que la sélection standard) doit être utilisé pour réduire la vitesse d'écoulement et empêcher la sédimentation et le blocage des particules.

• Taille des particules
  Pour les boues grossières contenant des particules supérieures à 1 mm, le diamètre du tuyau d'entrée doit être augmenté pour éviter le blocage des particules du côté aspiration.
  Pour les boues fines dont la taille des particules est inférieure à 0,1 mm, un dimensionnement de tuyau standard peut être appliqué ; cependant, les diamètres trop petits doivent toujours être évités pour éviter l'accumulation et la sédimentation.

• Viscosité de la boue
  Si le coulis contient de l'argile ou d'autres composants visqueux, la résistance à l'écoulement augmente considérablement. Dans de tels cas, le diamètre du tuyau doit être augmenté (une taille supérieure à la valeur calculée) pour réduire l'adhérence et l'accumulation le long de la paroi du tuyau, garantissant ainsi un transport fluide.

2. Paramètres de la pompe à lisier

Les paramètres de conception clés de la pompe constituent la base de référence pour la sélection du diamètre des tuyaux et doivent être correctement adaptés pour garantir les performances du système.

• Débit
  Des débits de conception plus élevés nécessitent des diamètres de tuyaux plus grands. Par exemple, une pompe d'une capacité nominale de 100 m³/h nécessite une taille de tuyau plus grande qu'une pompe d'une capacité nominale de 50 m³/h pour s'adapter à l'augmentation du volume de boue.

• Tête
  Lorsque la distance de transport dépasse 100 mètres ou que la hauteur verticale dépasse 20 mètres, le diamètre du tuyau de sortie doit être augmenté pour réduire le frottement et les pertes locales, évitant ainsi une hauteur de chute réelle insuffisante au point de décharge.

• Tailles des buses d'entrée et de sortie
  Les diamètres d'aspiration et de refoulement de la pompe représentent les limites minimales pour la sélection des tuyaux. Le tuyau d'entrée ne doit pas être plus petit que le diamètre d'aspiration de la pompe, et la différence de taille du tuyau de sortie ne doit pas dépasser une taille nominale pour garantir une bonne adéquation entre la pompe et le système de tuyauterie.

3. Disposition des pipelines

L'environnement d'installation et la disposition des canalisations affectent la résistance à l'écoulement et doivent être pris en compte lors de la sélection des diamètres de canalisation.

• Longueur du pipeline
  Lorsque la longueur totale du pipeline dépasse 50 mètres, le diamètre du tuyau de sortie doit être augmenté d'une taille (par exemple de 100 mm à 125 mm) pour compenser les pertes de friction le long du pipeline.

• Nombre de raccords
  Si le pipeline comprend plus de trois raccords tels que des coudes, des vannes ou des clapets anti-retour, le diamètre du tuyau de sortie doit être augmenté pour réduire l'effet cumulatif de la résistance locale.

• Sens d'écoulement
  Pour les systèmes dominés par le transport vertical (par exemple, élévation verticale supérieure à 10 mètres), un diamètre de tuyau de sortie plus grand est recommandé pour empêcher la sédimentation du lisier dans les sections verticales.
  Pour les systèmes de transport principalement horizontaux, un dimensionnement standard peut être appliqué, à condition que la vitesse du lisier reste dans une plage raisonnable.

• Hauteur d'installation d'aspiration
  Si le pipeline d'entrée comprend une section verticale ascendante (par exemple pour pomper du lisier depuis un réservoir souterrain), le diamètre du tuyau d'entrée doit être augmenté pour réduire la vitesse d'écoulement et éviter une faible pression d'entrée, évitant ainsi la cavitation.

III. Méthodes de vérification de la sélection du diamètre du tuyau

Après l'installation, l'adéquation des diamètres de tuyaux peut être évaluée par des observations opérationnelles sans calculs complexes, permettant des ajustements pratiques.

• Vérification du tuyau d'entrée
  Si un bruit anormal, des vibrations ou un débit instable se produisent pendant le fonctionnement de la pompe, le tuyau d'entrée est probablement sous-dimensionné, ce qui entraîne de mauvaises performances d'aspiration. Un diamètre de tuyau d'entrée plus grand doit être adopté.

• Vérification du tuyau de sortie
  Si le débit de refoulement est insuffisant, si la pression de sortie est faible ou si de fortes vibrations du tuyau sont observées, le tuyau de sortie est probablement sous-dimensionné et doit être augmenté.
  Si le débit et la pression sont normaux mais que la consommation électrique du moteur est sensiblement élevée, le tuyau de sortie peut être surdimensionné et doit être réduit en conséquence.