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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 servitude d'un grand bassin d'eau traitéeArticle inclus dans l'offre
"Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques"
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5. Circuit de refroidissement
Se reporter à la figure 5.
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Fonction principale
Faire circuler un débit dans divers appareils chauds repérés E, R, S sur le schéma, afin de les réfrigérer.
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Fonctions techniques/solution technique
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FT1 : collecter les expansions ⇔ Solutions :
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la caisse d'expansion N recueille les expansions (les restituent) ;
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le capteur de niveau sur la caisse (repéré Q) permet de surveiller le niveau, une éventuelle fuite de circuit ;
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pour majorer le NPSH des pompes A, la caisse N peut être pressurisée, elle est alors munie d'une soupape (O) et d'une mesure de pression P.
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FT2 : disposer d'une source froide ⇔ Solution : la source froide du circuit est le circuit « I ».
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FT3 : l'exigence de disponibilité du circuit est très élevée ⇔ Solutions :
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deux sources froides H peuvent être prévues en redondance ;
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un montage en série des réfrigérants H plutôt qu'en parallèle présente des avantages et des inconvénients qui doivent être étudiés (solution moins favorable pour les pertes de charges mais plus favorables pour la charge thermique).
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FT4 : évacuer une puissance requise dans chaque appareil E, R, S ⇔ Solutions :
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disposé en parallèle, chacun des trois réfrigérants bénéficiera d'une température d'entrée la plus froide possible ;
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mais on augmente le nombre de composants, et le débit global peut être plus important.
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FT5 : fournir le débit requis dans chaque réfrigérant ⇔ Solutions :
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les diaphragmes D permettent d'équilibrer le débit dans chaque branche ;
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on peut aussi prévoir une vanne de réglage manuelle « calée » à une position donnée (tout en garantissant la position de chacune) ;
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la vanne en amont de chaque réfrigérant est manuelle si l'accès au circuit est aisé, s'il n'y a pas d'urgence pour fermer ces vannes, ou si, en l'absence de puissance à évacuer dans un réfrigérant, on accepte d'y maintenir un débit ;
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un pilotage du débit...
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