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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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Lire l’articleAuteur(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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MOTS-CLÉS
débitmétrie normalisation tuyères Incertitudes organes déprimogènes pression différentielle coefficient de décharge venturis
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1981 par Claude GAILLEDREAU
- Version archivée 2 de mars 1999 par Claude GAILLEDREAU
- Version archivée 3 de sept. 2008 par Claude GAILLEDREAU
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4. Propriétés physiques du fluide
4.1 Paramètres nécessaires au calcul de l’élément primaire
La détermination du débit d’un fluide à l’aide d’un appareil déprimogène requiert la connaissance de sa masse volumique aux conditions de l’écoulement, à l’amont du dispositif et, s’il s’agit d’un gaz ou de vapeur, de son coefficient isentropique. La viscosité du fluide, en outre, est requise quel que soit son type.
HAUT DE PAGE4.2 Détermination de la masse volumique
Il n’est pas rare que la détermination de la masse volumique du fluide soit, pour l’instrumentiste, l’étape la plus laborieuse d’un calcul d’élément primaire ; sauf bien sûr lorsque les techniciens du procédé la lui fournissent. À défaut, il peut se reporter à des tables spécialisées, ou aux « Handbooks » généraux d’ingénierie ou de chimie tels que , souvent bien documentés à ce sujet. La masse volumique est fonction de la pression et de la température.
HAUT DE PAGE
Dans le cas des liquides, les Handbooks indiquent parfois la densité (en anglais, specific gravity) à la température ambiante (qu’ils précisent) par référence à une densité unitaire qui est celle de l’eau pure à 4 °C ; il faudra donc tenir compte, le cas échéant, de la dilatation thermique du fluide qui peut être différente de celle...
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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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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
Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Appareils éprimogènes ISO
Flow Measurement Technology
http://www.heracles.be/hfold/fra/flow-measurement-technology.htm
Berger SA
FUJI
KROHNE
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
Sondes Multipitot
Endress + Hauser
Emerson...
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