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RÉSUMÉ
Les ventilateurs et compresseurs constituent une large famille présentant une grande diversité de modes de réalisation aux morphologies très différentes. Cet article décrit les multiples agencements possibles d’aérodynamiques, la mécanique et l’environnement qu’il faut leur adjoindre, pour leur permettre de répondre à une fonction précise. Les essais des grosses installations industrielles sont également présentés, ainsi que la problématique du bruit et des vibrations de ces équipements.
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Jean-Marie MÉRIGOUX : Ancien Ingénieur en chef à la Direction technique de l’établissement Rateau de la société Alsthom
INTRODUCTION
Quand il s’agit d’aborder les aspects technologiques des ventilateurs et compresseurs, on est frappé par l’extrême diversité des modes de réalisation. Et si, par leur conception aérodynamique, on peut dire que toutes ces machines appartiennent à une même famille, leurs réalisations conduisent à des morphologies très différentes, suivant les applications qu’on en fait. On imagine volontiers de devoir traiter différemment un dispositif qui véhicule un débit de quelques dizaines de mètres cubes par heure et celui que traverse un débit de quelques centaines de milliers de mètres cubes par heure ; de même, celui qui élève la pression de quelques dizaines de pascals et celui qui l’augmente de quelques dizaines de bars.
Aussi, l’exposé qui va suivre n’a pas pour objet d’être exhaustif mais, plus simplement, au travers d’applications diverses, de montrer quels agencements d’aérodynamiques peuvent être mis en œuvre et comment il est possible de construire, autour d’eux, la mécanique et l’environnement qui leur permettront de remplir leur fonction.
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3. Bruits et vibrations
3.1 Généralités
Il existe un grand nombre de publications récentes sur les problèmes du bruit, même si on a du mal à mettre en accord les théories et les résultats expérimentaux.
Il est certain que les machines de compression, comme tous les appareils qui traitent de fluides compressibles, génèrent et transmettent aisément les vibrations acoustiques et dispersent une énergie sonore qui peut être importante. Par exemple, un bruit de 90 dBA n’est pas inhabituel pour un compresseur centrifuge.
Les résultats statistiques obtenus sur un grand nombre de matériels ont été pointés sur le diagramme de la figure 26 donnant le niveau de bruit en fonction de la puissance du motocompresseur, avec une donnée supplémentaire qui est la vitesse périphérique de la roue u. Il s’agit de bruits mesurés à 1 m de la machine.
Dans une telle analyse, qui a une valeur purement indicative, il est assez difficile de séparer ce qui appartient à la turbomachine de compression proprement dite, à son multiplicateur et à son moteur d’entraînement, le bruit des engrenages, par exemple, étant généralement loin d’être négligeable.
On a pour habitude de caractériser le bruit par son intensité (ou niveau de pression acoustique) et par la(les) fréquence(s) (ou nombre de périodes par seconde) de sa(ses) composante(s).
Le niveau de pression acoustique se mesure à partir d’un niveau de référence normalisé, soit p 0 = 2 × 105 Pa ; il est défini par l’expression :
et s’exprime alors en décibels (dB).
Le bruit étant un phénomène complexe, il est apparu nécessaire de le préciser avec l’analyse par bandes de fréquences et l’interprétation du spectre obtenu et de le corriger en tenant compte des fréquences pour obtenir des globaux pondérés A, B, C. Le pondéré A est le plus utilisé (cf. article [14] dans ce traité).
L’utilisation de sonomètres permet de mesurer le bruit global émis par une machine ; ces appareils réalisent automatiquement l’interprétation du spectre et autorisent la comparaison avec une machine de référence ou avec...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SEDILLE (M.), RIOLLET (G.), FRIBERG (J.) - Turbomachines B 0 Tome 2 : Turbomachines thermiques. - Cours du Conservatoire National des Arts et Métiers, Paris.
-
(2) - STODOLA (A.B.) - Turbines à vapeur et à gaz. - 2 vol. 1925 Paris.
-
(3) - FRIBERG (J.) - Machines hydrauliques et thermiques B1 : Conception et construction des machines. - Cours du Conservatoire National des Arts et Métiers, Paris.
-
(4) - RIOLLET (G.) - Théorie générale des turbomachines. - [B 4 400] - [B 4 401] (1991) Traité Génie mécanique, vol. B4 (épuisé).
-
(5) - FRELIN (M.) - Caractéristiques des fluides. - [BM 4 215] (1998). Traité Génie mécanique, Machines hydrauliques et thermiques.
-
(6) - GOSSE (J.) - Mécanique...
ANNEXES
La liste des constructeurs de ventilateurs et compresseurs étant très longue et très complexe tant en France qu’à l’étranger, le lecteur pourra s’adresser à l’Union syndicale des constructeurs de matériel aéraulique, thermique, thermodynamique et frigorifique (UNICLIMA) ( http://www.uniclima.org) et au syndicat des constructeurs de compresseurs, turbocompresseurs et pompes à vide (SCC) ( http://www.scc-france.com).
HAUT DE PAGE2.1 Association française de Normalisation AFNOR (France)
NF EN ISO 5167-1 (06-2003), Mesure de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes insérés dans les conduites en charge de section circulaire. Partie 1 : principes généraux et exigences générales.
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