Classification des pompes et compresseurs

Pompes et compresseurs assurent le transfert d'un fluide depuis un équipement à basse pression ou faible élévation vers un équipement à pression plus élevée ou à une élévation supérieure. Ils utilisent des technologies similaires.

A déplacement positif

Un dispositif mécanique isole de manière étanche un volume de fluide prélevé de l'aspiration pour le refouler vers la sortie. Le mouvement mécanique peut être alternatif ou rotatif.
Ils sont également nommés pompes ou compresseurs "volumiques". Leurs performances restent identiques quelle que soit la masse volumique du fluide.

Mouvement alternatif

• 
  Pompe alternative à piston
  Pompe à piston plongeant
• Compresseur à pistons
• Pompe ou compresseur à membrane

Les pompes alternatives sont bien adaptées aux liquides visqueux et abrasifs.
Le débit est irrégulier et si nécessaire un amortisseur de pulsation peut être installé.

Mouvement rotatif à rotor unique

Compresseur à palettes

Le rotor est excentré et des palettes coulissantes emprisonnent un volume qui varie avec l'angle de rotation. Cette technologie est employée pour des compresseurs de gaz ou des pompes à vide

Pompe périlstatique

Le rotor est muni de galets aux extrémités, qui écrasent un tuyau souple dans lequel le liquide à pomper est véhiculé. Le liquide emprisonné est repoussé par les galets vers la sortie.

Compresseur à anneau liquide

Un rotor muni de palettes fixes est excentré dans le corps de pompe; un liquide est présent dans le corps de pompe, qui, entraîné par le mouvement du rotor, forme un anneau plaqué sur la paroi interne. Un volume est ainsi isolé entre deux palettes consécutives et le liquide, qui varie avec l'angle de rotation du rotor. Lorsque ce volume est en expansion, il aspire le gaz, et le refoule lorsqu'il est en contraction. Ce type de machine est utilisé comme compresseur de gaz ou comme pompe à vide.

Mouvement rotatif à double rotor

Pompe et compresseur à lobes

Deux engrenages en forme de "haricot" roulent l'un sur l'autre pour assurer une barrière étanche; à l'autre extrémité, l'engrenage glisse sur la paroi interne de la machine emprisonnant un volume qui est repoussé vers la sortie.

Pompe à engrenages

Suit le même principe que la pompe à lobes, mais avec des engrenages

Pompe et compresseur à double vis

Deux vis, une mâle et l'autre femelle, tournent l'une dans l'autre et emprisonnent un volume qui est repoussé vers la sortie.

Les pompes volumiques rotatives  sont bien adaptées aux liquides visqueux non abrasifs.

Turbomachines

Les turbomachines permettent la conversion entre énergie mécanique, énergie cinétique et pression appliquée à un fluide. Elle peuvent être employées comme pompe, compresseur ou turbine:

• une pompe ou un compresseur converti une énergie mécanique apportée par un moteur, en pression appliquée à un fluide
• une turbine convertie la variation de pression d'un fluide au cours d'une détente, en énergie mécanique

Les turbomachines sont peu adaptées aux gaz de faible masse volumique (faible pression ou faible masse molaire), ainsi qu'aux gaz contenant des liquides.

Les turbomachines sont des machines rotatives, dans lesquelles une roue tourne autour d'un axe. On peut aussi les dénommer "rotodynamiques".

Les premières turbomachines étaient des pompes ou compresseurs "centrifuges", dans lesquelles le fluide entrait parallèlement à l'axe de rotation et était dévié pour sortir perpendiculairement. Ce sont des machines "radiales".

Depuis, d'autres turbomachines dans lesquelles le fluide entre et sort parallèlement à l'axe de rotation ont été développées; ce sont des machines "axiales". Cependant, leurs principes de fonctionnement étant similaires, elles sont souvent improprement dénommées centrifuges.

Turbomachine axiale

Le fluide entre dans la machine et en sort avec une direction parallèle à l'axe de rotation.

Pompe et ventilateur hélicoïdal

L'impulseur est une hélice

Turbocompresseur axial

L'impulseur est une roue munie d'ailettes à sa périphérie.

Permet un débit élevé mais un taux de compression faible.

Le montage de plusieurs roues ailettées en série sur le même arbre, permet d'augmenter le taux de compression.

Turbomachine centrifuge

Roue radiale

Radiale

le fluide entre dans la machine avec une direction parallèle à l'axe de rotation et sort perpendiculairement; pour un débits faible mais un relevage important.

Mixte

intermédiaire entre radiale et axiale

Centrifuge multi-étagé en ligne

Plusieurs impulseurs radiaux sont montés sur la même ligne d'arbre; 

Centrifuge multi-étagé à réducteur intégré

Plusieurs impulseurs, chacun sur son axe propre, sont entraînés par le même moteur mais à des vitesses différentes par l'intermédiaire d'un jeu d'engrenages.

Les pompes centrifuges permettent des débits très élevés, mais sont réservées aux liquides peu visqueux.

Effets particuliers

Ejecteurs

Ils utilisent un "fluide moteur" à une pression supérieure à la pression de refoulement. Celui-ci est accéléré dans un venturi. L'accélération du fluide moteur crée une dépression qui aspire le fluide à comprimer. Les deux fluides, le fluide moteur et le fluide aspiré sont mélangés et constituent le fluide au refoulement de l'éjecteur.
Le fluide moteur peut être un gaz, de la vapeur ou un liquide.
Les éjecteurs sont utilisés comme:

• pompe à vide
• surpresseur
• mélangeurs laveur de gaz
• pompe "monte-jus"
• ...

Gas lift

En injectant un gaz dans une colonne vertical de liquide, il entraîne le liquide en cheminant vers le haut. Cette technique est utilisée pour faciliter l'extraction de liquides de gisements souterrains.