Dans les industries lourdes telles que l'exploitation minière, la métallurgie, l'énergie électrique et le dragage, les pompes à lisier constituent un équipement robuste pour le transport de mélanges solides-liquides. Cependant, de nombreux utilisateurs ont observé que l’efficacité des pompes à lisier est nettement inférieure à celle des pompes à eau claire. Les pompes à eau claire atteignent généralement un rendement de 75 % à 90 %, tandis que les pompes à lisier varient généralement entre 60 % et 75 %, voire moins. L'efficacité généralement inférieure des pompes à lisier par rapport aux pompes à eau claire est principalement attribuée aux facteurs suivants:
Différences dans les caractéristiques des moyens de transport
Impact des particules solides
Les boues contiennent un grand nombre de particules solides. Lorsque ces particules circulent à l'intérieur de la pompe, elles génèrent une friction intense avec les pièces humides telles que la roue et le corps de la pompe, ce qui non seulement augmente la résistance à l'écoulement, mais entraîne également une perte d'énergie. Par exemple, lors du transport des boues minières, les particules de minerai dur provoquent une usure importante des composants de la pompe, rendant les canaux d'écoulement internes rugueux et augmentant encore la perte d'énergie, réduisant ainsi l'efficacité de la pompe.
Variations de densité et de viscosité
Les boues ont normalement une densité et une viscosité plus élevées que l’eau claire. Une densité plus élevée signifie que la pompe consomme plus d'énergie pour soulever la boue, tandis qu'une viscosité plus élevée augmente la friction interne pendant l'écoulement, dissipant l'énergie utilisée pour surmonter la résistance et réduisant la proportion d'énergie convertie en hauteur d'élévation et en débit efficaces. Les boues d'épuration, par exemple, peuvent avoir une viscosité plusieurs fois supérieure à celle de l'eau claire, ce qui a un impact significatif sur l'efficacité de la pompe.
Caractéristiques de conception structurelle
Conception de pièces humides
Pour faciliter le transport du lisier, les pièces humides des pompes à lisier sont généralement conçues pour être robustes afin d'améliorer la résistance à l'usure. Cependant, cette conception augmente la résistance à l’écoulement interne et la perte d’énergie lors de l’écoulement du fluide. En revanche, les pompes à eau claire comportent des pièces humides simplifiées pour minimiser la résistance et maximiser l’efficacité. Par exemple, les pales de la turbine des pompes à lisier sont plus épaisses, avec des canaux d'écoulement entre les pales plus larges et irréguliers, ce qui diffère de la conception simplifiée à haut rendement des pompes à eau claire.
Configuration des dégagements
Les particules solides présentes dans le lisier ont tendance à provoquer l'usure des composants, c'est pourquoi les pompes à lisier nécessitent des jeux plus grands pour éviter le grippage dû à l'abrasion. Cependant, des jeux plus importants entraînent une recirculation interne pendant le fonctionnement : une partie du lisier sous tension retourne vers le côté aspiration, gaspillant de l'énergie et réduisant l'efficacité globale de la pompe. Les pompes à eau claire ont des exigences de dégagement moins strictes, permettant des dégagements plus petits pour réduire les fuites et la recirculation et améliorer l'efficacité.
Facteurs d'usure
Dégradation des performances due à l'usure des composants
Pendant le fonctionnement, les parties humides des pompes à lisier sont continuellement érodées et usées par des particules solides. Au fil du temps, la forme et les dimensions des roues, des corps de pompe et d'autres pièces se détériorent (par exemple, aubes de roue amincies et canaux d'écoulement déformés), perturbant le champ d'écoulement interne idéal, provoquant un écoulement turbulent et une perte d'énergie supplémentaire, et réduisant finalement l'efficacité de la pompe. En comparaison, les pompes à eau claire subissent une usure minimale des composants grâce à un fluide propre, conservant des performances stables et un rendement élevé sur de longues périodes.
Difficulté de maintenance et conservation de l’efficacité
L'usure raccourcit le cycle de maintenance et augmente la difficulté de maintenance des pompes à lisier. La détection et la correction retardées des composants usés entraîneront une baisse continue de l’efficacité. Même après avoir remplacé les pièces usées, il est difficile de restaurer complètement l'état de fonctionnement optimal d'origine de la pompe. Les pompes à eau claire, en revanche, sont relativement faciles à entretenir et peuvent maintenir une efficacité de fonctionnement élevée de manière plus constante.
