Article

1 - PRINCIPE DE MESURE D’UN DÉBIT PAR PRESSION DIFFÉRENTIELLE

2 - THÉORIE DE MESURE DE DÉBIT PAR PRESSION DIFFÉRENTIELLE

3 - DIFFÉRENTS TYPES D’APPAREILS DÉPRIMOGÈNES

4 - PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DU FLUIDE

  • 4.1 - Paramètres nécessaires au calcul de l’élément primaire
  • 4.2 - Détermination de la masse volumique
  • 4.3 - Détermination du coefficient isentropique
  • 4.4 - Détermination de la viscosité

5 - CHOIX DE L’ÉLÉMENT PRIMAIRE

6 - CALCUL D’UN DÉBITMÈTRE À ÉLÉMENT DÉPRIMOGÈNE

  • 6.1 - Données disponibles
  • 6.2 - Méthodes de calcul
  • 6.3 - Estimation de l’incertitude

7 - CONTRAINTES DE FABRICATION ET D’INSTALLATION

8 - ASPECT ÉCONOMIQUE

9 - CONCLUSION

10 - GLOSSAIRE

11 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : R2220 v4

Débitmètres à pression différentielle - Mesure en conduite pleine

Auteur(s) : Emmanuel THIBERT

Date de publication : 10 oct. 2024

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RÉSUMÉ

Cet article traite des mesures de débit par pression différentielle (ou organes déprimogènes) pour les écoulements en conduites cylindriques fermées en charge.

Le principe de mesure consiste à créer localement une restriction de la veine fluide, ce qui crée une différence de pression locale dont la valeur dépend du débit massique. Il existe autant de débitmètres basés sur ce principe que de réalisations géométriquement possibles de cette restriction locale.

Les organes déprimogènes les plus utilisés dans l’industrie sont les diaphragmes ou plaques à orifice, les venturis et les tuyères. Les points forts de cette technologie de mesure résident dans le fait qu’elle bénéficie d’une documentation normative importante et d’un retour d’expérience exhaustif.

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ABSTRACT

Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full

This article deals with the measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full.

The principle of measurement consists in creating a local restriction in the fluid flow within a pressurised flow, which generates a pressure difference within the fluid which is related to the mass flow. There are as many flowmeters based on this principle as there are mechanically possible implementations of this local restriction.

The best known are diaphragms or orifice plates, venturis and nozzles. The strength of this measurement technology lies in the fact that it benefits from extensive international standardization documents and exhaustive feedbacks.

Auteur(s)

  • Emmanuel THIBERT : Docteur-Ingénieur - EDF Recherche et Développement, Chatou, France

INTRODUCTION

Le marché du débitmètre industriel offre actuellement un grand nombre de types différents d’instruments qui, pour les principaux, peuvent être classés comme suit :

  • débitmètres à pression différentielle (appelé également organe déprimogène), rotamètres ;

  • déversoirs et chenaux ;

  • débitmètres à turbine, compteurs ;

  • débitmètres électromagnétiques, débitmètres à ultrasons ;

  • débitmètres de type oscillant.

Chacun de ces types de débitmètres a son domaine d’application préférentiel en fonction du fluide, du besoin en étendue de mesure et en exactitude.

Les débitmètres à orifice déprimogène sont très largement utilisés dans l’industrie, tant pour les liquides que pour les gaz et vapeurs, propres ou légèrement chargés.

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KEYWORDS

flow metering   |   standardization   |   tuyeres   |   Uncertainties   |   pressure differential devices   |   pressure differential   |   discharge coefficient   |   venturis

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v4-r2220


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - SPINK (L.K.) -   Principles and Practice of Flow Meter Engineering.  -  The Foxboro Company, Foxboro, Massachussets, USA, 9th edition (1975).

  • (2) - BOON (D.), GROENHOF (J.), HENS (A.M.) et al -   Shell Flow Meter Engineering Handbook.  -  Royal Dutch/Shell Group ; Bataafse Internationale Petroleum Maatschappij NV (1968).

  • (3) - HENGSTENBERG (J.), STURM (B.), WINKLER (O.) -   Messen und Regeln in der Chemischen Technik.  -  Springer Verlag (1964).

  • (4) - * -   British Standard BS 1042 : Part 1  -  (1992).

  • (5) - PERRY (J.H.) -   Perry’s Chemical Engineers' Handbook.  -  4th Edition ; Mc Graw-Hill Book Company (1984).

  • (6) - HAYNES (W.M.), LIDE (D.R.), BRUNO (T.J.) -   Handbook of Physics and Chemistry.  -  Chemical Rubber Corporation...

NORMES

  • Mesurage de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes insérés dans des conduites en charge de section circulaire – Partie 1 : principes généraux et exigences générales. Association française de normalisation Afnor - NF EN ISO 5167-1 - juin 2022

  • Mesurage de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes insérés dans des conduites en charge de section circulaire – Partie 2 : Diaphragmes - NF EN ISO 5167-2 - Juin 2022

  • Mesurage de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes insérés dans des conduites en charge de section circulaire – Partie 3 : Tuyères et Venturi-tuyères - NF EN ISO 5167-3 - Novembre 2022

  • Mesurage de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes insérés dans des conduites en charge de section circulaire – Partie 4 : Tubes de Venturi - NF EN ISO 5167-4 - Juin 2022

  • Mesurage de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes insérés dans des conduites en charge de section circulaire – Partie 5 : Cônes de mesure - - octobre 2022

  • ...

ANNEXES

  1. 1 Annuaire

    1 Annuaire

    Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

    Appareils éprimogènes ISO

    Flow Measurement Technology

    http://www.heracles.be/hfold/fra/flow-measurement-technology.htm

    Berger SA

    http://www.berger-sa.fr/

    FUJI

    https://www.fujielectric.fr/

    KROHNE

    https://fr.krohne.com/

    Il convient par ailleurs de rappeler que tout atelier de mécanique disposant d’un équipement standard à la profession est en mesure de réaliser un élément primaire normalisé ISO. Le cahier des charges, néanmoins, doit être détaillé, explicite, et ne doit rien laisser dans l’ombre : il importe, à titre d’exemple et pour illustrer ce qui précède, que l’arête centrale du biseau de l’orifice soit vive (tranchante).

    De même, il n’est pas rare qu’un fabricant de capteur de pression soit en capacité à fournir également un organe déprimogène auquel l’associer. Comme énoncé précédemment, le cahier des charges pour ce type de débitmètre devra être détaillé. Il est recommandé de demander également au fournisseur un contrôle dimensionnel exhaustif de l’organe déprimogène si celui-ci doit respecter une exigence normative.

    Orifices intégrés

    Prisma Automation

    http://www.prismaautomation.com/

    Emerson Process Management, division Rosemount

    https://www.emerson.com

    Sondes Multipitot

    Endress + Hauser

    https://www.fr.endress.com/

    Emerson...

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