mesure de débit
DESCRIPTION
Mesure de débit. Cours #7 – Été 2011. Capteurs de débit. Le choix d’un capteur de débit repose sur 3 critères: Nature du fluide transporté (liquide ou gaz); Type de signal de mesure; Analogique, numérique ou logique. La grandeur directement mesurée: Vitesse, masse ou volume. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/1.jpg)
Mesure de débit
Cours #7 – Été 2011
![Page 2: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/2.jpg)
Capteurs de débit
Le choix d’un capteur de débit repose sur 3 critères:Nature du fluide transporté (liquide ou
gaz);Type de signal de mesure;• Analogique, numérique ou logique.
La grandeur directement mesurée:• Vitesse, masse ou volume.
2(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 3: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/3.jpg)
Capteurs de débit (2)
Mécanique:Sortie analogique:• Flotteur rotatif (Rotamètre)
Sortie numérique:• Compteur volumétrique• Compteur de vitesse à turbine
Sortie logique:• Contrôleur de circulation
3(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 4: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/4.jpg)
Capteurs de débit (3)
Statique (sortie analogique seulement)Organe déprimogèneSonde (tube de Pitot)Électromagnétique (Magflow)UltrasoniqueEffet vortexFil chaudMassique thermique
4(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 5: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/5.jpg)
Mesure des débits
Débit volumique:Q = v · AUnités: m3/s,
m3/d, GPM. Débit massique:
Qm = · v · AUnités: kg/s,
lb/s,...
5(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 6: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/6.jpg)
Dynamique des fluides
Il existe deux classes de fluide:
Le fluide parfait:• Fluide n'offrant pas de résistance à
l'écoulement, i.e., ayant une viscosité nulle. • Hypothèse de Bernouilli.
Le fluide réel:• Fluide visqueux présentant une
résistance à l'écoulement. 6(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 7: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/7.jpg)
La viscosité S'exprime en poises ou en Pa·s.
1 Poise = 0.1 Pa·s.
Exemples de viscosité (à 20 °C):Eau: 1.005 cPo; Huile de ricin: 6.27
cPo;Acétone: 0.323 cPo; Acide sulfurique: 27
cPo;Mercure: 1.550 cPo; Benzène: 0.651 cPo.
7(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 8: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/8.jpg)
Caractéristiques (à 70°F)
8(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 9: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/9.jpg)
Nombre de Reynolds
Permet de connaître le comportement de l'écoulement d'un liquide.
Sans dimension et se calcule comme suit:R v D
e
9(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 10: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/10.jpg)
Nombre de Reynolds (métrique)
· = Vitesse du liquide du liquide (m/s)
· = Masse volumique (kg/m3)• D = Diamètre interne du conduit
(m)· = viscosité du liquide (en Pa.s)
R v De
10(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 11: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/11.jpg)
Nombre de Reynolds (impérial)
• Q = Débit du liquide (en GPM - U.S.)• Gt = Poids spécifique du liquide (Densité)• D = Diamètre interne du conduit
(pouces)· = viscosité du liquide (en centipoises)
R QGDe
t3160
11(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 12: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/12.jpg)
ÉCOULEMENT LAMINAIRE Si Re < 2100. Les filets de liquides sont
rectilignes.
12(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 13: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/13.jpg)
ÉCOULEMENT TURBULENT Si Re > 4000. Déplacement du liquide en
tourbillonnant+ Re est grand, + le fluide est
parfait.
13(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 14: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/14.jpg)
EXEMPLES de calculs EAU ( = 1000 kg/m3, = 10-3 Pa·s)
Vitesse de 0.01 m/s et conduite de 0.1 m:
Vitesse de 0.1 m/s et conduite de 0.1 m:
R v De
0 01 10 0110
10003
3
. .
R v De
01 10 0110
100003
3
. .
14(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 15: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/15.jpg)
Les pertes de charge Les frottements du fluide sur les
parois entraîne une perte de charge.Exemple: un tuyau de 100 pieds
provoque une perte de charge de 28.8 psi pour un débit d’eau (à 60 °F) de 200 GPM (U.S.)
Ce frottement dépend de la viscosité du liquide.
15(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 16: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/16.jpg)
Les pertes de charge (2) La perte de charge se traduit par
une différence de pression entre deux points de la conduite.Perte d’énergie
La mesure du débit peut affecter le débit du liquide en créant une perte de charge. Il faut éviter cela...
16(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 17: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/17.jpg)
Contrôleur de circulation Système
binaire vérifiant si l’écoulement de liquide à lieu.
17(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 18: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/18.jpg)
Caractéristiques Commutation off-on, si débit au
dessus du seuil haut (ex. 10 pi/sec).
Commutation on-off , si débit sous le seuil bas (ex. 5 pi/sec).
Perte de pression très faible (1 psi)
18(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 20: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/20.jpg)
Principe
Le rotamètre est équipé d'un flotteur qui reste au fond du tube si le débit est nul.
20(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 21: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/21.jpg)
Principe
En présence d'un débit, le flotteur subit une force le soulevant, jusqu'à ce que l'espace entre le flotteur et le tube permette à suffisamment de liquide de contourner le flotteur. 21(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 22: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/22.jpg)
Principe
Donc il y a équilibre entre le poids apparent du flotteur et la force hydraulique subie par le flotteur;
Le débit est obtenu par:
Q K A gVAf
f
f
1 2 1
22(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 23: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/23.jpg)
Définition des variables
Af : Aire - section maximale du flotteur;
Vf : Volume du flotteur; f : Densité du flotteur; : Densité du fluide; g : 9.81 m/s2
A : Aire de passage du liquide autour du flotteur;
K1 : Constante. 23(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 24: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/24.jpg)
BilanMesure des débits de liquides et de
gaz;
É.M. de 0.3 à 300 000 L/h (gaz);
É.M. de 0.1 à 25 000 L/h (liquide);
Mesure de fluides pâteux et corrosifs;
24(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 25: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/25.jpg)
Bilan Sensible aux variations de masse;
Impossible de mesurer des débits pulsés;
Échelle de mesure fonction du fluide;
Rangeabilité de 10:1;25(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 26: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/26.jpg)
Bilan Longueur de conduite rectiligne en
amont: 5D.
26(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 27: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/27.jpg)
Compteurs volumétriques
27(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
Source de l’image: Usine Nouvelle
![Page 28: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/28.jpg)
Compteurs volumétriques Plusieurs techniques possibles:
Compteurs à piston rotatif;Compteurs à disque oscillant;Compteurs à double roue ovale;Compteurs à double roue en huit;Compteurs à palettes;Compteurs à piston alternatif.
28(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 29: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/29.jpg)
Compteurs à piston rotatif
Débit max.:40 m3/h
29(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
Source de l’image: Siemens
Source de l’image: Lokistagnepas
![Page 30: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/30.jpg)
Compteurs à piston rotatif Bilan:
Rangeabilité de 20:1;
Fidélité de 0.001 %;
Précision de 0.1 %;
Non recommandé si matières en suspension, ni si matières abrasives.
Source de l’image: Siemens30(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 31: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/31.jpg)
Compteurs à disque oscillant
Débit max.: 40 m3/h; Précision: +/- 0.5 %; Rangeabitité de 10:1Utilisé comme
compteur d’eau
31(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 32: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/32.jpg)
Compteurs à double roue ovale
Débit max.: 1600 m3/h; Précision: +/- 0.2 à 0.5
%; Grande perte de charge; Rangeabilité de 10:1 à
25:1;32(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 33: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/33.jpg)
Compteurs à double roue en huit
Débit max.: 1500 m3/h;
Rangeabilité 10:1.
33(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 34: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/34.jpg)
Compteurs à palettes
Précision: +/- 0.3 %
34(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 35: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/35.jpg)
Compteurs volumétriques Bilan:
Généralement montés sur des conduites horizontales;
Aucunes contraintes de conduites rectilignes;
Éviter les particules solides > 100 microns;
35(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 36: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/36.jpg)
Compteurs volumétriques Bilan:
Le signal de sortie est une oscillation dont la fréquence est proportionnelle au débit;
Rangeabilité de 10:1 à 25:1 selon modèle.
36(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 37: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/37.jpg)
(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
Compteurs volumétriques Si l’étendue de mesure dépasse la
rangeabilité, utiliser un compteur combiné:
37
![Page 38: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/38.jpg)
Compteurs volumétriques
Somme des lectures = débit total:
38(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 39: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/39.jpg)
Les débitmètres à turbine
39(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 40: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/40.jpg)
Principe
Le passage du liquide entraîne une rotation de la turbine, et la vitesse de rotation dépend de la vitesse d'écoulement.
40(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 41: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/41.jpg)
Bilan É.M. de 25 L/h à 10 000 m3/h;
Mesure dans conduits de 5 à 600 mm;
Précision de ± 0.1 %;
Perte de charge non-nulle ( 15 kPa);
41(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 42: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/42.jpg)
Bilan Problèmes si les liquides sont
corrosifs ou chargés de matières en suspension;
Rangeabilité de 10:1 à 100:1;
Conduite rectiligne:amont 10D, aval 5D.
42(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 43: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/43.jpg)
Mesure de débit par organe déprimogène
L'une des technique les plus utilisées.
Repose sur le théorème de Bernouilli:Le long d'un écoulement de fluide
parfait (viscosité nulle), la pression ou charge totale est constante.
43(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
v gz p cons te2
2 tan
![Page 44: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/44.jpg)
Définition des variables
: densité du fluide v : vitesse moyenne d’écoulement g : 9.81 m/s2
z : élévation moyenne p : pression statique
44(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 45: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/45.jpg)
Organes déprimogènes (fig 5.10)
45(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 46: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/46.jpg)
Organes déprimogènes
1) Principe de conservation de masse :
2) Théorème de Bernouilli :
Q v A v Am 1 1 2 2
vgz p
vgz p1
2
1 122
2 22 2
46(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 47: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/47.jpg)
Définition des variables
: densité du fluide v1, v2 : vitesses moyennes
d’écoulement g : 9.81 m/s2
z1, z2 : élévations moyennes p1, p2 : pressions statiques A1, A2 : sections des conduites
47(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 48: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/48.jpg)
Organes déprimogènes Les termes d'élévation sont
négligeables. Il se produit un changement de
pression statique:
p p p v v
v vAA
v
1 2 22
12
22
22 2
1
2
22 4
2
2 21
48(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 49: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/49.jpg)
Organes déprimogènes
Donc la vitesse du liquide (débit) est:
La mesure est non-linéaire...
Q v A A E p
E
2 2 2
4 0 5
2
1
.
49(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 50: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/50.jpg)
Coefficient de contraction - Cc
Cc < 1 Dépend:
du nombre de Reynolds
de du type et de
l’emplacement des prises de pression
du capteur de pression50(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 51: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/51.jpg)
Coefficient de vitesse - Cv
Cv < 1 (perte de charge)
Dépend:du nombre de
Reynoldsde de la rugosité de
la conduitedu capteur de
pression
51(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 52: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/52.jpg)
Coefficient de décharge C Égal au produit Cc x Cv Varie de 0.6 (plaque à orifice) à
0.99 (Venturi) Nouvelle formule pour le débit:
Q CA E p A p 2 2
2 2
52(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
Coefficient de débit
![Page 53: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/53.jpg)
Équation utilisée en pratique
Q A p
21
2
Table des facteurs de calibrage
53(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 54: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/54.jpg)
Table
54(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 55: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/55.jpg)
Plaques à orifices Plaque comportant un trou dans
lequel le liquide est forcé de passer.
55(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 56: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/56.jpg)
Types de plaques
à arête vive; à arête arrondie.
Moins sensible aux variations de viscosité.
56(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 57: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/57.jpg)
Types de prises
57(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 58: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/58.jpg)
Types de prises dans les
brides1 po - 1 po;0 po - 0 po;anneau
piézométrique.
58(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 59: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/59.jpg)
Types de prises
Piquées sur la conduite.D-0.5D2.5D-8D.
59(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 60: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/60.jpg)
Bilan
Perte de charge de 40 à 70 %;
Pas de limite de diamètre;
Fluides sans matières en suspension;
Précision jusqu'à ± 0.2 %;60(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 61: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/61.jpg)
Bilan
Très reproductibles et fidèles;
Assemblage fort simple;
Valeurs recommandées pour :de 0.2 à 0.7.
61(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 62: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/62.jpg)
Bilan Exigent Re > 10 000
62(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 63: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/63.jpg)
Bilan Conduites rectilignes amont-aval
très longues.De 20D à 50D en amont10 D en aval.L’utilisation d’un amortisseur de
turbulences peut permettre de réduire la distance.
63(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 64: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/64.jpg)
Amortisseurs de turbulence
64(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 65: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/65.jpg)
Amortisseurs de turbulence
65(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 66: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/66.jpg)
(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
Amortisseurs de turbulence
66
![Page 67: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/67.jpg)
Exemple: organes déprimogènes Conduite de 0.3 m de diamètre.
Plaque orifice à arrêtes vives de 0.4 (donc un 2 de 0.09776)Débit d’eau à une vitesse provoquant
une pression différentielle de 2.5 m d’eau.
Trouvez la vitesse de l’eau dans le conduit.
67(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 68: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/68.jpg)
Exemple: organes déprimogènes
Q A p A gh
2
12
1 1
2 2
Q
m
mkgm
kgm
ms
0 0 9 7 7 60 34
21 0 0 0
1 0 0 0 9 81 2 5
2
3
3 2
..
. .
68(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 69: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/69.jpg)
Exemple: organes déprimogènes
Calcul de la vitesse d’écoulement :Q m
s 0 0 4 8 4 3.
v
QA m
ms m
s11
2
0 0 4 8 40 3
4
0 6 8 53
..
.
69(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 70: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/70.jpg)
Exemple: organes déprimogènes
Calcul du nombre de Reynolds:
Rv D m
Pa se
ms
kgm
1
3
0 68 5 1 0 0 0 0 31 0
2 0 4 9 0 0
3
. .
70(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 71: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/71.jpg)
Fin de l ’exemple:
La longueur de conduite rectiligne en amont devrait être entre 20D à 50D:Longueur rectiligne de 6 à 15 mètres;
La longueur de conduite rectiligne en aval devrait être d ’environ 10D:Longueur rectiligne de 3 mètres;
71(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 72: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/72.jpg)
Les VenturisObstacle dont le diamètre diminue
progressivement jusqu'à un minimum, avant de réaugmenter progressivement.
72(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 73: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/73.jpg)
Bilan Perte de charge de 10 à 14 %;
Utilisées dans des conduites de 25 à 3000 mm;
Fluides avec matières en suspension;
Longueurs rectilignes moins élevées; 73(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 74: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/74.jpg)
Bilan Précision jusqu'à ± 0.5 %;
Encombrants et coûteux;
Exigent Re > 150 000.
74(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 75: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/75.jpg)
(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
Les tuyèresObstacle dont le diamètre diminue
progressivement jusqu'à un minimum.Prises de pression à D et 0.5 D.
75
![Page 76: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/76.jpg)
Bilan Perte de charge de 5 %;
Utilisées dans des conduites de 25 à 1500 mm;
Fluides avec matières en suspension;
Gaz et vapeurs;76(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 77: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/77.jpg)
Bilan Précision jusqu'à ± 0.7 %;
Exigent Re > 50 000.
77(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 78: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/78.jpg)
Tube de Dall
Combine la plaque orifice et le venturi.
Utilisé pour de grosses canalisations.
(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
78
![Page 79: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/79.jpg)
Le débitmètre à sonde(Tube de Pitot) Source:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Pitot_tube_wings.jpg
![Page 80: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/80.jpg)
Principe
Repose sur l'équation de Bernouilli:B subit la pression
totale du liquide en mouvement.
A subit la pression statique.
Conçu en 1732 par Henri Pitot 80(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 81: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/81.jpg)
Principe
81(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
p p p
p p p p v
v p
t d s
t s d
2
22
![Page 82: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/82.jpg)
BilanMesure de débits liquides et de gaz;
Précision jusqu'à ± 0.5 %;
Coût peu élevé (surtout pour les gros conduits)
Ne convient pas aux fluides visqueux;
82(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 83: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/83.jpg)
Bilan Ne convient pas aux liquides ayant
des particules en suspension;
Conduite linéaire sur 10D en amont et 5D en aval.
83(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 84: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/84.jpg)
Le débitmètre électromagnétique
http://www.youtube.com/watch?v=f949gpKdCI4
![Page 85: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/85.jpg)
Principe
85(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
Basé sur la loi de Faraday:FEM = k B D vv = m/sD = mètresB = teslask = 1
(métrique)FEM = Volts
![Page 86: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/86.jpg)
Le débitmètre électromagnétique Tension générée:
12 mV à 3 l/s (25 mm);7 mV à 0.5 m3/s (300 mm).
Installation:position horizontale, verticale ou
oblique;si verticale, débit du bas vers le haut;si horizontale, électrodes dans plan
horizontal;pas de longeur de conduite rectiligne
exigé. 86(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 87: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/87.jpg)
BilanMesure en régime laminaire ou en
régime turbulent;
Échelle très linéaire;
Diamètre de conduit de 3 à 3000 mm;
Perte de charge nulle;87(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 88: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/88.jpg)
Bilan Précision de l'ordre de ± 1 %;
Rangeabilité de 20:1;
Exige un liquide conducteur;
Vitesse d'écoulement > 1 m/sec.
88(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 89: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/89.jpg)
Les débitmètres à ultrasons
Deux techniques:à temps de parcourt:• Pour les liquides propres;
à effet Doppler:• Pour les liquides ayant des bulles ou des
particules en suspension.
89(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 90: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/90.jpg)
Principe du débitmètreà temps de parcours
Vitesse d'écoulement:
v t cl
2
2 cos
90(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 91: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/91.jpg)
Bilan(débitmètre à temps de
parcours) Échelle linéaire et réponse instantanée;
Rangeabilité élevée 20:1 ou plus;
Débits de 0.03 à 30 m/s;
Précision de l'ordre de ± 1 %.
Mesure dans des conduits de 3 à 5000 mm;
91(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 92: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/92.jpg)
Bilan(débitmètre à temps de
parcours)Mesure dans les deux sens;
Sensible à la température, la viscosité, la densité du liquide;
Exige des conduites rectilignes sur 10D en amont et 5D en aval;
Fréquence de la sonde de 7 Mhz;92(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 93: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/93.jpg)
Bilan(débitmètre à temps de
parcours) Impossible de mesurer le débit des
gaz;
Bulles d’air ou de gaz non tolérées;
Pas de matières en suspension.
93(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 94: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/94.jpg)
Principe du débitmètreà effet Doppler
Vitesse d'écoulement:v K f
94(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 95: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/95.jpg)
Bilan(débitmètre à effet Doppler)
Méthode destinée aux liquides contenant des bulles ou des matières en suspension (entre 2 et 60 % de matière solide).
Imprécision de l'ordre de ± 3 %.
95(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 97: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/97.jpg)
Principe
Un obstacle est placé dans un conduit, et il crée une turbulence.
La série de vortex possède une vitesse de rotation rapide et provoque une dépression mesurable.
97(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
Mesure pression
![Page 98: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/98.jpg)
Principe
La vitesse du liquide est proportionnelle à la fréquence d'apparition des vortex.
98(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 99: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/99.jpg)
Bilan
Capteur simple et robuste;
Précision de l'ordre de ± 0.5 %;
Temps de réponse très rapide (millième de sec.)
Utilisation dans des conduits de 5 à 60 cm;
99(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 100: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/100.jpg)
Bilan
Nombre de Reynold entre 10 000 à 300 000;
Perte de charge élevée (30 kPa);
Sensible à température, viscosité et pression;
Doit avoir une conduite rectiligne de 10D en amont et 5D en aval;
Rangeabilité de 30:1 ou plus.100(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 101: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/101.jpg)
Débitmètre-masse thermique
Source de l’image: Wikipédia
![Page 102: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/102.jpg)
Principe
Basé sur la définition de la chaleur thermique d'un liquide. (Quantité de chaleur pour élever de 1 °C l'unité de masse de ce fluide).
102(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 103: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/103.jpg)
BilanMesure de débit massique de
liquides et de gaz;
Précision de l'ordre de ± 1 % à ± 2 %;
É.M. de 0.5 gr/m à 20 000 kg/h;
Rangeabilité de 20:1.103(c) Guy Gauthier - Cours sur
débitmètres
![Page 104: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/104.jpg)
Débitmètre-masse à effet Coriolis
http://www.youtube.com/watch?v=XIIViaNITIw&feature=related
![Page 105: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/105.jpg)
Principe
Des forces de réaction apparaissent dans un tube vibrant traversé par un liquide en mouvement.
La mesure de ces forces donne l’amplitude du débit massique,
105(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 106: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/106.jpg)
Principe (tubes en B)
106(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 107: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/107.jpg)
Principe (tubes en B)
107(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 108: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/108.jpg)
Principe
Équation de la force de réaction:
108(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres
![Page 109: Mesure de débit](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081421/56816457550346895dd62748/html5/thumbnails/109.jpg)
Bilan
Rangeabilité 20:1
Débit de 0.1 kg/m à 3000 kg/m
109(c) Guy Gauthier - Cours sur débitmètres