PRINCIPE DE MESURE DE DEBIT Présenté par Serge Landry KOUANG Emmanuel VIBOUDO

PRINCIPE DE MESURE DE DEBIT Présenté par Serge Landry KOUANG Emmanuel VIBOUDOULOU Gilbert DAHGA Ben Alssy NTELOSSAMOU Klaus KIBONG Cyril KAMGNO Baudry NZALI INTRODUCTION I. Chaine d’acquisition II. Les débitmètres à préssion différentielle III. Compteurs à turbine IV. Autres capteurs de débit V. Les débitmètres massiques CONCLUSION INTRODUCTION I. CHAINE D’ACQUISITION II. LES DÉBITMÈTRES À PRESSION DIFFERENTIELLE Les organes déprimogènes Principe et théorie: Le principe est basé sur un système perturbateur statique constitué d’un organe d’étranglement ou organe déprimogène qui provoque une chute de pression dont la valeur est fonction du débit de l’écoulement et des caractéristiques thermodynamiques du fluide à mesurer. Organes déprimogènes normalisés (ISO 5167 et ISO 5168 de 1980, 1995, 1999) Diaphragme ou plaque à orifice excentrique Les orifices profilés (tuyères, tubes de venturi et les venturi-tuyères) Organes déprimogènes Diaphragme: Ils sont constitués d’une plaque percée d’un trou calibré perpendiculaire à la conduite. L’épaisseur totale E doit etre compris entre e et 0.05 D. Les diaphragmes peuvent se mettre dans les deux sens de l’écoulement, et ils doivent etre symétriques et doivent comporter des arêtes vives sur les deux faces. Organes déprimogènes Tube venturi: Il existe deux types de venturi: le classique et le tuyère Ils sont constitués d’un convergent suivi d’un divergent, caractérisés par une faible perte de charge et ne nécessitent pas de longueur droite. Venturi classique: Venturi Tuyère: Organes déprimogènes Tuyère ISA 1932: Tuyère à long rayon Le convergent est d’allure torique de plusieurs rayons, le col de diamètre d est de longueur 0.3 d Elle comporte un convergent en quart d’ellipse et un col cylindrique. Pour 0.25 ≤ β ≤ 0.8, on utilise la tuyère à grand rapport d’ouverture. Pour 0.20 ≤ β ≤ 0.5, on utilise la tuyère à petit rapport d’ouverture Organes déprimogènes Principe de calcul: Fluides incompressibles Fluides compressibles Organes déprimogènes III. COMPTEURS A TURBINE Les compteurs à turbine Principe: Une hélice mise en rotation par le passage du fluide. La vitesse de rotation est mesurée en comptant la fréquence de passage des ailettes détectée à l'aide d'un capteur. Chaque impulsion représente un volume de liquide distinct. 3 dispositifs: dynamo-tachymétrique, optique, inductif Montage et utilisation: Le sens de circulation du fluide importe pour le montage du débitmètre Ne doit pas être monté au niveau le plus élevé de l’installation pour éviter les bulles d’air Avoir au moins 3xDN (turbine parallèle) ou 5xDN (turbine perp.) de conduite droite en amont ou monter un stabilisateur à nids d’abeille Utiliser pour des vitesses de 0,1 à 30m/s (gaz) et de 0,05 à 10 m/s (liquides) Diemètres de canalisation : 10 mm à 30 cm Les compteurs à turbine Avantages Compatible avec de nombreux fluides Précisionde l’ordre de 0,2 à 2% de l’étendue de mesure Inconvénients Réagis mal aus fortes variations de vitesse Génère des pertes de charge au sein du circuit Ne supporte pas les fluides chargés d’impureté Réservé aux liquides peu visqueux Temps de réponse : plusieurs millisecondes Les compteurs à turbine IV. AUTRES CAPTEURS DE DEBITS TUBE DE PITOT Principe: Détermination de la pression dynamique du fluide V= f(Pd) Qv TUBE DE PITOT Caractéristiques Montage : par piquage sur la canalisation Diamètre de canalisation (D) : 50 à 1200 mm Longueur droite amont : 10D à 30D Longueur droites aval : environ 4D Précision: 0,5% de la valeur réelle Avantages Peu onéreux Pression et température élevés Perte de charge faible Inconvénients S’utilise uniquement sur les fluides monophasiques Ne convient pas aux fluides visqueux ROTAMÈTRE Principe: Détermination de la vitesse de fluide en fonction de la position d’équilibre du flotteur Equation d’équilibre: Qv=f(U) ROTAMÈTRE Caractéristiques: Montage : en montage vertical uniquement Diamètre de canalisation (D) : 4 à 125 mm Longueur droite amont : 3D à 5D Longueur droites aval : 3D à 5D Dynamique de mesure : de 1 : 100 Précision: 2 à 10% de la valeur Avantage: Nécessite peu d’entretien Peu coûteux Adapté au fluide BP et HP(1à 400bars) Inconvénients Perte de charge Lecture manuelle Mesures peu fiables DÉBITMÈTRE À EFFET VORTEX Principe: Le principe est basé sur le phénomène de génération de tourbillons, appelé effet Karman. St==St(Re) = Constante V= Kf St: nombre de Strouhal f: fréquence d’apparition des vortex V: vitesse du fluide d: largeur de l’obstacle DÉBITMÈTRE À EFFET VORTEX Caractéristiques Montage du capteur: fixé au dessus de la canalisation Diamètre de la canalisation D: de 25 à 300mm Longueur droites amont: 5D à 30D Longueur droites avales: 5D à 10D Avantages: Adapté aux hautes pressions et températures Précision de l’ordre de 0,5% Inconvénients: Ne fonctionne pas sur les fluides visqueux Pertes de charge DÉBITMÈTRE À ULTRASON Principe: Mesure de la vitesse du fluide en fonction du temps de parcours d’une onde acoustique V= f(t-t0) DÉBITMÈTRE À ULTRASON Avantages: Aucune perte de charge; Mesure de débit sur des grandes canalisations Liquides et gaz BP et HP Caractéristiques: Diamètre canalisation D: 10 à 4000mm Longueur droite amont: 15D à 50D Longueur droite aval: 4D à 10D f=7Mhz Inconvénients: Incompatible aux fluides diphasiques Précision de mesure tributaire de l’installation DÉBITMÈTRE ELECTROMAGNÉTIQUE Principe : Utilisation de la loi de Faraday Bobines inductrices du champs magnétique Electrodes de mesure de la FEM induite FEM=V.B.L avec L=D DÉBITMÈTRE ELECTROMAGNÉTIQUE Caractéristiques: Montage : fixation externe Diamètre de canalisation (D) : 2 à 3000 mm Longueur droite amont : 5 D à 25 D Longueur droite aval : 2 D à 5D Précision: 0,3 à 1% de la valeur réelle Avantages: Peut mesurer le débit des grandes canalisation Aucune perte de charge Débit des fluides BP et HP(jusqu’à 500bars) Inconvénients: Ne fonctionne pas avec les fluides non conducteurs Requiert un montage précis V. DÉBITMÈTRE MASSIQUE a. massique à éffet coriolis b. massique thermique C’est quoi un débitmètre massique? Un débitmètre massique est un appareil de mesure de débit basé sur la masse et non pas sur le volume. Pourquoi pas un débitmètre volumetrique? Volumique: dépend des conditions de température et de pression. m3/h; Massique: indépendant de la température et de la pression, la masse de matière est la même pour un volume différent. g/h, kg/h… Présence d’un système qui met en rotation une portion de masse m du liquide qui s’écoule dans la canalisation. Avantages Inconvénients faible erreur (inférieure à 0,3 %) utilisable aussi pour les gaz dont la masse volumique dépasse 200 kg/m3 signal délivré relativement indépendant de la viscosité, de la densité, de la pression et de la température du fluide débitmètre le plus cher sensible aux vibrations du support et aux microcoupures électriques a. Débitmètre massique à effet Coriolis  Il doit être disposé afin de ne pas accumuler de dépôt ni de poche de gaz. Une canalisation verticale permet en principe une meilleure vidange par gravité.  Les pertes de charge au sein des tubes peuvent diminuer la pression du liquide. Faire en sorte d’éviter le dégazage et les phénomènes de cavitation.  Assurer en amont une pression suffisante.  Fixer le débitmètre au sol ou à un mur stable et fixer les tuyauteries en amont et en aval pour diminuer les vibrations extérieures. c. Procédure d’installation réchauffement du fluide qui traverse le débitmètre. Avantages Inconvénient Absence de phénomènes d'usure Peu dépendant du profil de vitesse Pas ou peu de perte de charge Simplicité, robustesse, facilité de nettoyage Tenue et adaptation simple à la pression Connaissance approfondie de la composition du fluide. a. Débitmètre massique thermique QUELQUES CONSTRUCTEURS  Brankharst (débitmètre massique thermique)  Sart Von Rohr SA (débitmètre massique a effet Coriolis)  Thermal System C Industrie (débitmètre massique thermique) CONCLUSION Merci de votre attention, vos questions et remarques sont les bienvenues uploads/s1/ debit-promo.pdf

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• Publié le Mai 26, 2022
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