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RÉSUMÉ
La réalisation de systèmes fluidiques fait appel à des savoirs spécifiques (physiques, chimiques, mécaniques…) mais également à des méthodes précises. Pour faciliter la compréhension de ce type de réalisation, l'article présente un cas pratique de conception d'un circuit fluide en eau. Les différents circuits, bien que fictifs, sont représentatifs des situations rencontrées en ingénierie. Les schémas de principe ainsi détaillés représentent des circuits variés, comme celui du relevage, de la collecte, de la purge, ou encore de refroidissement. A chaque schéma, sont précisées la fonction principale du circuit, les différentes fonctions techniques, les solutions techniques envisageables et une justification sommaire des choix.
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Olivier COSTE : Ingénieur ENSPG
INTRODUCTION
Cet article présente des schémas de principe, très simplifiés, issus d'une phase projet préliminaire fictive, pour bien comprendre l'association solution-fonction, telle que décrite dans l'article [BM 6 200] « Processus de conception préliminaire d'un circuit fluide ». Pour chaque schéma proposé, on précise la fonction principale du circuit, les différentes fonctions techniques, les solutions techniques envisageables et une justification sommaire des choix.
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Circuit de mesurage des paramètres physico-chimiques d'une eau industrielleArticle inclus dans l'offre
"Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques"
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3. Circuit de purge
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Fonction principale
Purger de l'eau chaude sous pression d'un réservoir pour en mesurer les caractéristiques chimiques.
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Fonctions techniques et solutions
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FT1 : protéger les instruments en cas de défaut de réfrigération ou de rupture de tuyauterie ⇔ Solution : isoler à distance ou automatiquement la boucle ouverte : on peut prévoir deux vannes motorisées B au départ de la boucle.
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FT2 : pouvoir maintenir les vannes ⇔ Solution : les deux vannes manuelles A en amont permettent de réaliser la maintenance des vannes motorisées sans devoir forcément dépressuriser le réservoir amont.
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FC1 : protéger l'échangeur des corps migrants ⇔ Solution : filtrer le fluide purgé, tant pour l'échangeur de chaleur D (ne pas encrasser les tubes) que pour les instruments de mesure. Un filtre C haute température haute pression peut être prévu.
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FT3 : conditionnement du fluide en température pour le bon fonctionnement de l'instrumentation ⇔ Solution : avec l'échangeur de chaleur D : car les instruments choisis ne fonctionnent qu'à basse température.
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FT4 : conditionnement du fluide en pression pour le bon fonctionnement de l'instrumentation ⇔ Solution : avec l'organe de détente E, car les instruments choisis ne fonctionnent qu'à basse pression ; l'organe de détente permet aussi de calibrer le débit purgé.
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FT5 : mesurer la physico-chimie du fluide refroidi et détendu ⇔ Solution : avec l'ensemble de mesure F.
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FC2 : minimiser les effluents ⇔ Solution : l'eau n'est pas recyclée vers le réservoir amont dans l'exemple, mais ce pourrait être le cas en utilisant le schéma de la figure 1 (circuit de relevage). Il pourrait être demandé de réchauffer le fluide avant son retour dans le réservoir.
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FT6 : surveiller le circuit ⇔ Solutions :
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mesures de température et de pression pour...
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