Comment fonctionne une pompe à fluide?
Une pompe à fluide est un système qui permet au liquide de vaincre la gravité. Presque toutes les pompes partagent quelques éléments communs: l’entrée et la sortie du fluide, un moyen de faire bouger le fluide et une force de motivation. Bien que la construction interne et la motivation de la pompe puissent changer, la plupart d’entre elles utilisent un processus appelé siphonage. C’est essentiellement la tendance qu’un fluide doit garder en mouvement une fois qu’il commence à bouger. Dans de nombreux cas, une pompe récupère le fluide puis siphonne une bonne partie du travail de la pompe.
Pour comprendre le fonctionnement d'une pompe à fluide, il est important de comprendre le siphonage. Lorsque le fluide dans un tuyau commence à bouger, le fluide derrière celui-ci se déplace avec lui, même si cela signifie qu'il coule vers le haut. Cela est dû à un certain nombre de facteurs, mais il est principalement basé sur les différences de pression. Lorsque le liquide s'écoule vers l'avant, il s'éloigne du liquide dans les parties du tuyau qui ne s'écoulent pas aussi bien. Par exemple, le liquide dans une section droite de tuyau commencera à s'écouler du liquide dans une section verticale.
Lorsque ce fluide s'éloigne, une zone de basse pression est créée derrière lui. L'eau dans le tuyau vertical aura alors une zone de haute pression d'un côté, la pression du fluide derrière celle-ci et une zone de basse pression de l'autre. Cela fera avancer le fluide dès que la différence de pression surmontera la force de gravité exercée sur le fluide. La séquence se poursuivra indéfiniment, créant un liquide qui coule régulièrement tant que la pression reste constante.
À bien des égards, une pompe à fluide commune ne fait qu'ajouter une motivation supplémentaire à ce processus naturel. La plupart du temps, une pompe à fluide comporte quatre parties principales. Le tuyau d’entrée et le tuyau de sortie sont simplement des tuyaux fixes contenant le fluide. Pour que le siphonnage fonctionne correctement, ces tuyaux contiennent le moins d’air possible. Un excès d’air maintiendra la pression dans la conduite plus élevée, de sorte que le siphonage nécessite plus de force pour déplacer le fluide.
Les deux autres parties d’une pompe à fluide sont les plus importantes. L’une est une source d’énergie et l’autre est un moyen de générer une force supplémentaire ou d’empêcher que la force ne tombe à l’arrière du système. Ces pièces sont très différentes selon les types de pompes. Par exemple, une pompe totalement mécanique peut utiliser la gravité comme source d'énergie et une vanne à sens unique pour bloquer la contre-pression. Une simple pompe électrique utilisera l'électricité pour produire de l'électricité; le pouvoir fera tourner une roue dans la pompe, ce qui augmente la force de l'eau qui coule et permet au siphonage de fonctionner plus efficacement.