Débitmètres massiques à effet thermique
Débitmètres massiques

R2300 v2 Article de référence

Débitmètres massiques à effet thermique
Débitmètres massiques

Auteur(s) : Claude GAILLEDREAU

Date de publication : 10 avr. 1996

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Sommaire
Médias

Présentation

1 - Débitmètres à accélération complémentaire

1.1 - Principe
1.2 - Mise en œuvre industrielle
1.3 - Spécifications générales
1.4 - Installation
1.5 - Transmetteur

2 - Débitmètres massiques à effet thermique

2.1 - Principe
2.2 - Mise en œuvre industrielle
2.3 - Spécifications générales
2.4 - Installation

Tableau 3
2.5 - Transmetteurs

3 - Débitmètres pour produits solides

3.1 - Débitmètres à plaque d’impact
3.2 - Débitmètres à corrélation
3.3 - Débitmètres à bascule intégratrice
3.4 - Débitmètres à effet Doppler

4 - Débitmètres à vortex massique

5 - Aspects économiques

5.1 - Coût des instruments
5.2 - Évaluation avant achat

6 - Conclusion

Bibliographie & annexes

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article est consacré aux débitmètres basés sur la force de Coriolis. Ces appareils de mesure possèdent l’avantage majeur de délivrer une valeur de débit sans adjonction d’autres pièces mobiles au contact du fluide. La mesure est donc indépendante des propriétés du fluide telles que la viscosité, la densité, la pression et la température. De plus, ces débitmètres massiques ont profité grandement des progrès en matière de micro-informatique de traitement du signal.

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Auteur(s)

Claude GAILLEDREAU : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux

INTRODUCTION

Parler de débitmètre massique pourrait sembler dépourvu de sens précis, dans la mesure où les techniques de la micro‐informatique distribuée permettent aujourd’hui de calculer à la source un transfert de masse de matière à partir de deux mesures, l’une de volume passé et l’autre de densité du produit : ce schéma est certes techniquement praticable mais il est coûteux. Certains débitmètres cependant, tels que ceux basés sur la force de Coriolis, délivrent à partir d’un seul capteur une mesure de débit‐masse largement indépendante de propriété du fluide telles que la viscosité, la densité, la pression ou la température, alors que ces paramètres modifient souvent le signal primaire brut des débitmètres volumétriques. C’est à ce type d’instrument qu’est consacré le présent article.

Une autre catégorie de débitmètres massiques est celle qui s’applique aux solides concassés ou pulvérulents, pour lesquels une mesure volumique serait souvent insuffisante.

Nota :

L’auteur adresse ses remerciements les plus vifs à Madame Claire GUERRIER, responsable du Centre de Documentation et d’Information de la société CEGELEC, pour l’aide précieuse qu’elle lui a apportée dans ses recherches bibliographiques concernant l’ensemble de sa contribution à cet article.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

Version archivée 1 de janv. 1986 par Claude GAILLEDREAU

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r2300

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2. Débitmètres massiques à effet thermique

Pour une description plus complète de ces matériels, se reporter à [5].

2.1 Principe

Le débitmètre thermique est fondé sur le principe de la cinétique du transfert de chaleur au sein d’un fluide ; il exploite à cet effet une propriété caractéristique de la matière qui est sa capacité thermique (appelée aussi chaleur spécifique ).

Considérons le cas simple d’une source ponctuelle de chaleur immergée dans une veine fluide de petites dimensions. La veine débite q (mol/s) d’un fluide de capacité thermique c [J/(mol · K)] et de conductivité thermique k [W/(m · K)] ; sous l’effet du flux thermique Th (W) de la source, la température aval du fluide s’accroît de Δt (K) par rapport à sa température amont. Le flux thermique est une fonction linéaire des divers paramètres :

Th = f (q, c, k, Δt )

( 5 )

Nota :

les ouvrages antérieurs à 1977 donnent parfois k dans l’ancienne unité, la (cal/s)/(m · ^oK). On convertira simplement par l’opération :

k [(watt)/(m · ^oK)] = 4,1855 k [(cal/s)/(m · ^oK)]

Dans un système réel, cependant, on appliquera [5] dans des conditions variables de température et de pression, paramètres qui n’y sont pas représentés. Quelles en seront les conséquences ?

Dans le cas d’un gaz, on utilise la capacité thermique massique à pression constante C_p, paramètre indépendant de la pression, pour un gaz parfait. Les gaz réels, néanmoins, ne suivent pas rigoureusement cette loi, même en ce qui concerne l’air aux conditions normales de température et de pression (tableau 1).

Ce même paramètre C_p dépend peu de la température. Mais la conductivité thermique k de l’air varie beaucoup...

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