Qu’est-ce qu’une roue à aubes ?
Une roue à aubes est une roue fixée à l’axe d’une pompe ou d’un ventilateur.
Une roue à aubes est un composant qui exerce une pression sur le fluide. Dans les pompes, la roue tourne à l’intérieur du corps et applique une pression sur le fluide par la force centrifuge. Les vis, qui exercent une pression propulsive sur les navires, sont également un type d’hélice.
Si la roue à aubes est exposée à l’extérieur, on parle de roue ouverte. En revanche, si la roue est recouverte d’une plaque latérale ou d’un élément similaire, on parle de roue fermée.
Utilisations des roues à aubes
Les roues sont des composants utilisés pour de nombreux produits et dans de nombreux secteurs. Les roues à aubes ouvertes et les roues à aubes fermées ont des utilisations différentes.
1. Roue à aubes ouverte
- Vis sur les navires
- Ventilateurs, aération
- Climatiseurs
- Pompes pour le transport de boues
Les roues à aube ouvertes sont principalement utilisées pour les équipements où la pression appliquée est relativement faible.
2. Roue à aubes fermée
- Grands ventilateurs et compresseurs
- Pompes à haute pression et pompes de transport d’eau pure
Les roues fermées sont utilisées dans les applications à haute pression. Les roues à aubes ouvertes sont plus souvent de petites tailles dans les pompes et autres, tandis les roues à aube fermées, sont davantage de taille moyenne voire grande.
Elles sont également utilisées en fonction des caractéristiques du fluide distribué, les roues fermées étant davantage utilisées pour les liquides propres tels que l’eau pure.
Principe de la roue à aubes
Dans les pompes centrifuges, la force centrifuge est appliquée aux gaz et aux liquides par la rotation de la roue, les déplaçant vers l’extérieur. En raison de leur collision avec le corps, etc., la pression interne augmente et les gaz/liquides tentent de s’échapper vers l’orifice de refoulement. L’évacuation des gaz/liquides crée une pression négative près de l’orifice d’aspiration, et un nouveau gaz/liquide est aspiré. C’est le principe de l’alimentation en gaz/liquide par une roue.
Le terme d’hélices est le plus souvent utilisé pour désigner la roue à aubes d’une pompe ou d’une soufflante, mais elles peuvent également être utilisées pour désigner l’hélice d’un agitateur industriel. Les agitateurs sont utilisés à l’intérieur des béchers et dans les réservoirs de stockage de liquides pour remuer l’intérieur. Dans les agitateurs, la force centrifuge de l’hélice est convertie en énergie d’agitation.
Types de roues à aubes
Il existe différents types et formes de roues.
1. Roue à écoulement radial
L’eau qui traverse la roue à aubes s’écoule dans une direction radiale et les pales sont de simples surfaces courbes bidimensionnelles. Elle se caractérise par une pression élevée par rapport au débit et est utilisée dans les pompes de circulation et les pompes d’alimentation des chaudières.
2. Roue à flux oblique
Il s’agit d’une roue avec une ligne d’écoulement à aubes incurvées et une sortie inclinée. Elle se caractérise par un débit plus élevé que le type à écoulement radial et est utilisée pour les pompes à eau de refroidissement.
3. Roue à flux axial
Cette roue a la même forme qu’un ventilateur électrique et possède également un arbre moteur électrique à l’intérieur du tube. Elle se caractérise par une faible pression mais un débit élevé. Elle est utilisée pour les pompes de drainage en cas d’inondation.
4. Roue de type vortex
Cette roue présente un grand espace entre le corps et la roue. Comme cet espace permet le passage de solides, elle est utilisée pour pomper des liquides mélangés à des solides. Elle est utilisée, par exemple, dans les pompes à eaux usées.
5. Roue de type astéroïde
Il s’agit d’un type de roue à ouverture totale et la forme des pales est celle d’une pompe à vide. Elle est utilisée pour le pompage de liquides mélangés à des gaz.
D’autres formes sont également disponibles, telles que la volute à vis, la roue à haut rendement sans colmatage et la roue équilibrée.
Autres informations sur les roues à aubes
1. Roues de turbosoufflantes
Un turboréacteur est un type de ventilateur centrifuge. La roue de cette soufflante se caractérise par le fait qu’elle est orientée vers l’arrière par rapport au sens de rotation, ce qui se traduit par un rendement énergétique élevé et un faible niveau de bruit. Ils sont utilisés dans les hottes et les conduits de micro-ondes.
2. Caractéristiques de la roue à aubes fermées
Une partie du fluide présent dans la pompe reste bloquée dans le tourbillon rotatif. Une grande quantité de fluide stagnant augmente non seulement la perte d’énergie dans la pompe, mais risque également d’entraîner un débit réel inférieur au débit prévu.
Pour résoudre ces problèmes, des roues à aubes fermées avec des couvercles sur la roue ont été conçues. Le couvercle sur la roue réduit les fuites de liquide et améliore l’efficacité et le débit de la pompe.
En raison de la friction du disque causée par les plaques latérales, des pertes se produisent également avec les roues à aubes fermées. L’avantage néanmoins, est que le fluide peut être pompé efficacement. Si l’on compare les roues ouvertes et les roues fermées, les premières ont un débit élevé et une faible hauteur de charge, tandis que les secondes ont une hauteur de charge élevée et un faible débit.