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CHAPITRE 2 Technique de mesure des dbits des fluides industriels

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Techniques de mesure des dbits des fluides industriels

2 1 / Introduction : Le transport des fluides industriel dans les conduites et les mesures de leurs dbit sont

ncessaires pour la plus part des oprations de la production et de la commercialisation.

Comme les fluides industriels sont corrosives ou rosives, leurs nature peut tre modifie en

causant des variations dans la composition ou dans les paramtres de ces derniers(la

temprature, la pression ou la vitesse).

Pour ces raisons les fluides influent sur les conduites et les instruments de mesure de

dbits. En pratique, les dbitmtres pression diffrentielle sont soumis des pressions

considrables qui peut tre exercer des dformations lastiques et mme des dformations

plastiques en cas o les pressions dpasse les contraintes admissibles des matriaux des

dbitmtres.

Lobjectif de ce chapitre est de mentionner les dbitmtres les plus utiliss dans

lindustrie et les conditions de ces installations dont le but dassurer les bonnes

performances.

2 2 / Mesure des dbits : Le dbit est la quantit de matire ou de fluide, liquide ou gazeux, qui scoule par

unit de temps. En pratique on distingue deux dbits :

Dbit-masse ou dbit massique Qm qui sexprime en kg/s Dbit-volume ou dbit volumique Qv qui sexprime en m3/s

Si est la masse volumique du fluide (kg/ m3) on a la relation liant le dbit-masse au dbit-volume : Qm = . Qv (1 1)

Les appareils mesurant le dbit sappellent dbitmtres. Les appareils mesurant le

volume de fluide (quelle que soit la dure) ou la masse coule sappellent des compteurs.


9

Les mesures des dbits des fluides industriels ont une grande importance, car elles

sont toujours prsents dans les oprations de commercialisation de ces produits soit en

liquide ou en tat gazeuse.

Pour assurer le transport et la distribution de ces fluides sans une grande perte, des

appareils de mesure de dbit sont ncessaires afin de minimiser ces pertes.

Les dbitmtres sont classs suivant des principes trs divers, certains sont des

appareils de laboratoire ( fil chaud, laser, effet Doppler) assurent les mesures de petit

dbit.

La figure (2 1) prsente la rpartition des diffrents types de dbitmtres dans

lindustrie.

Figure 2 1 : Rpartition des dbitmtres dans lindustrie (Baker 1988)

17%15%

15%3%

50%

Dbitmtre pression diffrentielle

Dbitmtre volumtrique

Dbitmtre Turbine

Dbitmtre mesure de vitesse

Autres dbitmtre


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2 3 / Classification des principaux dbitmtres : 2 3 1 / Dbitmtres pression diffrentielle : 2 3 1 1 / Principe et thorie :

Le principe est bas sur un systme perturbateur statique constitu dun organe

dtranglement ou organe dprimogne qui provoque une chute de pression dont la valeur

est fonction du dbit de lcoulement et des caractristiques thermodynamiques du fluide

mesurer.

A Cas des fluides incompressibles :

La thorie de lorgane dprimogne repose sur lapplication des quations de

Bernoulli et de continuit de conservation de lnergie et de la masse. Lcoulement dans un

organe dprimogne est schmatis dans la figure (2 2) ; Lapplication des deux principes

de conservation de la masse et de lnergie, pour un coulement de fluide incompressible,

entre les sections de lcoulement (1) et (2) permet dcrire :

CteSVSVQv === 2211 .... (1 - 2)

CtegV

Zg

Pg

VZ

gP =++=++

22

22

22

21

11

(1 - 3)

Avec :

P: est la pression statique du fluide ;

Z : est la hauteur (cote) par rapport un plan de rfrence ;

V : est la vitesse de lcoulement ;

: est la masse volumique du fluide ; g : est lacclration de la pesanteur ;

S1 : Aire de section de la conduite.

A : Laire de section de lorifice A=S2


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Figure 1 principe dun organe dprimogne

Figure 2 2 : principe dun organe dprimogne.

La combinaison des quations (2) et (3) permet dobtenir une relation pour le dbit

volumique Qv : ( )

21

22

12

2

1

1 PPA

VV

CQv

= (1 - 4)

C est le coefficient de dcharge du dbitmtre On dfinit le rapport douverture ou rapport des diamtres = d/D (1 - 5) Le coefficient de vitesse dapproche E :

4

22

12 1

1

1

1=

=V

VE (1 - 6)

La relation (1 - 4) fait apparatre que le signal primaire de la pression diffrentielle

(P=P1-P2) et par consquent les erreurs de mesure sur le dbit se trouvent multiplies par

(1) (2)


12

le coefficient de vitesse dapproche E ; Donc, et afin de rduire cette erreur on doit viter

que le coefficient ne soit proche de 1, cest dire V1 proche de V2.

Il faut noter encore quon appelait coefficient de dbit : Cd = C.E.

Le coefficient de dcharge C dpend de la gomtrie de la conduite et du dbitmtre,

donc du coefficient , et du nombre de Reynolds, Re. Le nombre de Reynolds caractrise la nature du rgime de lcoulement et permet de voir si lcoulement est laminaire ou

turbulent. Il est important de noter que les dbitmtres organe dprimogne sont beaucoup

plus adapts pour mesurer les coulements turbulents. Leur prcision devient moins bonne

au rgime laminaire.

Les valeurs du coefficient de dcharge C des divers lments primaires ont t

obtenues par exprimentation sur banc dessai et sont disponible dans la norme ISO 5167.

Des formules empiriques telles que la formule de Stolz ou de celle de Reader-

Harris/Galagher qui a t adopte rcemment par la norme ISO 5167 (1998) permettent le

calcul du coefficient C.

B Cas des fluides compressibles :

Dans le cas o le fluide est compressible, cas des gaz et de la vapeur deau, au passage

de ltranglement laugmentation de la vitesse est accompagne dune diminution de la

masse volumique avec la pression. On suppose que le fluide scoulant de (1) (2) subit une

transformation adiabatique, cest dire sans change significatif de chaleur avec le milieu

extrieur ; Ceci se traduit par la relation :

teConsP tan=

(1 - 7)

Avec est le coefficient isentropique dfinit comme la rapport des variations relatives de la pression et de la masse volumique dans une transformation adiabatique rversible

lmentaire (ISO 5167).

Pour les gaz parfaits : est le rapport des capacits thermiques massiques pression et volume constant, Cest dire : = Cp/Cv. (1 - 8)


13

Le dbit volume sera corrig par un coefficient dexpansion :

( )

21

22

12

2..

1

1 PPA

VV

CQv

=

(1 - 9)

On peut facilement montrer que le dbit-masse est dtermin par la relation :

( ) 12 ..2.4... PdECQm = (1 - 10)

avec 1 est la masse volumique du fluide en amont de la restriction. P est la diffrence de pression mesure entre les prises amont et avale. Dans le cas de fluide incompressible, le coefficient de dtente = 1.

2 3 1 2 / Description technique et normative:

Les normes internationales ISO 5167 et ISO 5168 de 1980, rvises en 1995 et

amendes en 1999 dfinissent les spcifications de construction et les conditions

dutilisation de ces dbitmtres ainsi que les procdures de calcul.

Les principaux types dorganes dprimognes dcrits par la norme sont :

Les diaphragme ou plaque orifice concentrique Les orifices profils (tuyres, tubes de Venturi et les Venturi-tuyres) La figure (2 - 3 ) montre une schmatisation de ces dbitmtres.

Figure 2 3 : Les principaux dbitmtres organes dprimognes


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Dautres types de dbitmtres pression diffrentielle non normaliss sont

disponibles :

Dbitmtre cible, Dbitmtre coude, Elment dprimogne en V, Diaphragme orifice entre conique ou en quart de cercle, Diaphragme ou plaque orifice

excentrique ou segmental.

Sonde de Pitot et Sonde multi-Pitot (Sonde annubar) Pitot-Venturi et lOrifice intgr

Lensemble de mesurage comprend :

Un lment primaire compos de lorgane dprimogne (diaphragme, Venturi, tuyre) et des prises de pressions associes ;

Les appareils secondaires ncessaires au mesurage (transducteurs de pression et de pression diffrentielle, ..).

Les paramtres de base dun lment primaire (organe dprimogne) sont :

Le rapport douverture qui dfinit la gomtrie de la contraction de lcoulement, et, Le nombre de Reynolds, Re, qui dfinit laspect dynamique de lcoulement.

b Incertitude de mesure : .

Les normes permettent de dterminer les incertitudes ou les erreurs de mesure pour

les organes dprimognes ; Elles sont de lordre de :

2 % pour le diaphragme et la tuyre normaliss 1.5 % pour le tube de Venturi normalis

Il est important de noter ici que ces valeurs limites de lerreur tolre par la norme

sont obtenues dans des conditions de rfrence dcoulement (coulement tabli) et de

gomtrie (propre).


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2 3 1 3 / Domaine dutilisation :

Les dbitmtres organes dprimognes sont utiliss pour la mesure des gaz et des

liquides. Ces dbitmtres ont connu une large utilisation dans le secteur de lindustrie

ptrolire et gazire ainsi que pour la mesure de leau. On estime que plus de 50% du parc

de dbitmtres installs sont du type pression diffrentielle. Le diaphragme est le plus

utilis ; Ce sont des systmes qui prsentent les avantages suivants :

Peu coteux,

Faciles installer et exploiter,

Ils permettent de mesurer de grandes quantits de fluides haute pression, suprieurs aux dbits maximaux mesurables par dautres type de dbitmtres (compteurs

volumtriques, turbines etc..).

Les inconvnients de ces dbitmtres sont :

Ils provoquent une perte de charge ou perte dnergie massique importante : Elle peut aller jusqu 90% de la pression diffrentielle mesure sur un diaphragme ; Le Venturi

et la tuyre provoque une perte de charge beaucoup moins importante en raison de leur

gomtrie profile.

Une faible dynamique de mesure.

Sensibles aux perturbations de lcoulement (coudes, vannes, largissements, pulsations etc..) ce qui ncessitent des conditions dinstallation pnalisantes.

Pour les fluides visqueux tels que les produits ptroliers, laspect dynamique de

lcoulement constitue une considration trs importante pour le choix dun lment

dprimogne. La norme ISO 5167 spcifie, pour chaque type dlment, une limite

infrieure du nombre de Reynolds. La limite suprieure du nombre de Reynolds est

thoriquement (+) ; Mais en pratique pour des considrations techniques de pompage, la valeur de la vitesse est limite. Le nombre de Reynolds associ est de lordre de 107 . La

figure 2 - 4 qui montre les limites dutilisation, peut tre considre comme guide de choix

dun dbitmtre organe dprimogne en fonction du nombre de Reynolds.


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Figure 2 4 : Etendue du Nombre de Reynolds pour les dbitmtres

organe dprimogne dcrit par la norme ISO 5167.

2 3 1 - 4 / Diffrents types dorganes dprimognes : Les organes dprimognes sont caractriss par leur rapport de diamtres = d / D. Ils sont constitues par les tubes de venturi, les tuyres et les diaphragmes.

2 3 1 4 1 / Tube de venturi :

Les tubes de venturi sont constitus dun convergent suivi dun divergent, ils sont

caractriss par une faible perte de charge et ne ncessitent pas de longueur droite. Ils sont

tout particulirement adapts aux fluides chargs. Le venturi peut tre ralis en acier ou en

alliages divers.

Ils existe deux types de venturi :

A ) Le venturi classique :

La gomtrie du venturi classique dcrite par la norme internationale ISO 5167 est

schmatise dur la figure (2 - 5 ). Elle consiste :


17

Une divergente de 7 15 dont le rle est de guider le fluide et de rduire la perte de

charge.

Un convergent de 21 qui constitue lappareil dprimogne.

B ) Le venturi tuyre :

Le venturi tuyre est une tuyre minces dun divergent, le convergent est

identique celui de la tuyre ISA 1932, la longueur du col est de 0,3 d, le divergent est reli

au col angle vif, langle totale doit tre infrieure 30, la valeur de cette angle ninflue

pas sur le coefficient de dcharge mais joue sur la perte de charge.

2 3 1 4 2 / Tuyre :

Elle est constitue dun col cylindrique prcd dun convergent, elle est devise

en deux types :

A ) la tuyre ISA 1932 :

Le convergent est dallure torique de plusieurs rayons, le col de diamtre d est de

longueur 0,3 d ( figure 2 6 ).

Figure 2 - 5 : Tube de venturi classique

216

17 15

D d

d

(0,560,02) d R1 R2

Sens de lcoulement


18

B ) la tuyre long rayon :

Elle comporte un convergent en quart dellipse et un col cylindrique.

* Pour 0,25 0,8, on utilise la tuyre grand rapport douverture. Pour 0,20 0,5, on utilise la tuyre petit rapport douverture ( figure 2 - 7 ).

Figure 2 - 6 : Tuyre ISA 1932

Figure 2 - 7 : Tuyre long rayon

0 ,25 0,8 0 ,25 0,5

dD

D d

D

d d D


19

2 3 1 4 3 / Diaphragme : Ils sont constitus dune plaque perc dun trou calibr perpendiculaire la conduite.

La version habituelle est munie dun chanfrein sur la partie aval dune angle qui doit tre

compris entre 30 et 45 et dune arte vive en amont de lorifice. le diamtre intrieur d doit

tre tel que soit compris entre 0,20 et 0,80 selon le type du diaphragme, lpaisseur de la partie cylindrique e doit tre compris entre 0,005 D et 0,02 D et lpaisseur totale E doit tre

compris entre e et 0,05 D. les diaphragmes peuvent se mtre dans les deux sens de

lcoulement, et ils doivent tre symtriques et doivent comporter des artes vives sur les

deux faces ( figure 2 - 8 ).

2 3 2 / Dbitmtre turbine

2 3 2 1 / Principe et thorie :

Un axe libre de rotation porte une turbine (cas des liquides) ou une hlice (cas des

gaz) est plac au centre de la conduite o on veut mesurer le dbit; Sous laction des forces

de pression et de viscosit exerces sur les pales, lhlice de la turbine se met tourner une

vitesse qui dpend du dbit de lcoulement.

Le dbit instantan Q est proportionnel la vitesse instantane , tel que :

Q (t) = k . (t) (1 11)

Figure 2 - 8 : Diaphragme

E

e

d D

F


20

Et le volume de gaz coul entre les instant t1 et t2 est :

V = k. t1t2 . dt (1 12)

La mesure de la vitesse de rotation de la turbine permet de dterminer le dbit ou le

volume du fluide dans une conduite.

2 3 2 2 / Description technique et normative:

Les normes ISO 2715 (1981) relative aux hydrocarbures liquides dcrit la turbine

comme un dbitmtre mesurage volumtrique. Une schmatisation du principe dun

compteur turbine est montre sur la figure (2 9).

Figure 2 - 9 - Schma de principe dun dbitmtre turbine.

Lensemble de mesurage des compteurs turbine se composent toujours de trois

organes principaux :

Le capteur (souvent appel mesureur) constitu par un rotor pales hlicodales plac lintrieur dun corps cylindrique ;

Un Transducteur (appel aussi sortie ou metteur) transformant la rotation du rotor en un signal lectrique exploitable par lindicateur ;

Un indicateur de dbit ou de volume du liquide en circulation.


21

Il existe de nombreux modles de mesureur qui diffrent selon le constructeur,

limportance du dbit maximal mesurer, la nature du fluide mesurer, le mode de

raccordement la conduite etc... ; On peut toutefois distinguer les principaux organes

constitutifs dun mesureur, daprs la norme internationale ISO 2715 :

- Un corps tubulaire

- Un rotor, coaxial au corps, et muni dun bulbe central important,

- Des paliers ou coussinets de support pour larbre du rotor,

- Une chemise enveloppant le corps,

- Des dflecteurs amont et aval (redresseur ou tranquiliseur dcoulement).

Il est important de noter ici le rle du bulbe central de la turbine qui est prvu pour

acclrer lcoulent de fluide au niveau des pales par effet Venturi. Cette acclration de

lcoulement gnre une nergie cintique suffisante pour minimiser les forces de

frottement solide et fluide au niveau des pales. Le tranquiliseur dcoulement permet de

rduire les perturbations spatiales de la vitesse amont sur la rponse de la turbine.

Figure 2 - 10 - Nomenclature des parties dun compteur turbine (Daprs lISO 2715).


22

Suivant le type de la turbine, la mesure est obtenue :

Soit par comptage dimpulsions lectriques : On utilise un dtecteur

lectromagntique (capteur de proximit) constitu dune bobine fixe soumise des

variations de flux magntique au passage de chaque pale de la turbine. Il en rsulte

une f.e.m induite dont la frquence est un multiple de la vitesse de rotation de la

turbine. Un compteur dimpulsions ou un frquencemtre peuvent tre utiliss pour

donner une indication sur le volume total ayant travers la turbine.

Soit au moyen dun compteur mcanique reli par un jeu dengrenages laxe de la

turbine : lindication est alors directement donne en valeur de volume ayant

travers la turbine.

2 3 2 3 / Caractristiques mtrologiques :

Les dbitmtres turbines sont en gnral trs prcis et permettent dobtenir une

limite dexactitude de 0.25% 1% sur la valeur mesure. Leur tendue de mesure est importante; Les limites de prcision cites ci-dessus ne sont

valables que dans un intervalle de dbit bien dtermin. Aux faibles dbits, linertie du

rotor et aux dbits forts la rsistance lusure des paliers engendrent des erreurs importantes

sur le coefficient k. On dfinit ainsi une plage de dbit comprise entre Qmin et Qmax o la

valeur de k ne scarte de sa valeur moyenne. Le coefficient k est appel coefficient du mesureur est lune des caractristiques les

plus importante pour un dbitmtre turbine. Il doit tre maintenu constant pour tout le

domaine dutilisation du dbitmtre. Ce coefficient qui dtermine la prcision de mesure du

dbit Qv est influenc par :

Le dbit,

La viscosit du fluide,

La temprature.


23

2 3 2 4 / Domaines dutilisation :

Les turbines peuvent couvrir des mesures dans une plage de dbit importante :

de dbit allant de 0.3 m3/h 15.000 m3/h pour les liquides et jusqu 30.000 m3/h

pour les gaz et ;

pour des pressions absolues allant de 1 70 bar et ;

des tempratures de fluide allant de 20 + 50C ;

La gamme de diamtres couverte peut aller de 5 mm 660 mm ; Au-del de ces

diamtres, on installe des dbitmtres rtractables (dits aussi tlescopiques ou insertion),

disponible sur le march. Ce dernier est constitu dune petite hlice qui est place un

emplacement de la section de la conduite o la valeur de la vitesse est connue, exemple

y=3/4 R o la vitesse est gale la vitesse moyenne de lcoulement. La prcision de ces

instrument est moindre que les turbine ordinaire.

Une contrainte supplmentaire dutilisation de la turbine rside dans le fait que

lacclration de la vitesse dans la turbine est accompagne dune diminution de la pression

(suite lquation de Bernoulli) ; Si la pression diminue en dessous de la pression de vapeur

saturante pv , il ya risque de cavitation qui peut engendrer une dtrioration des pales de la

turbine et une net erreur de mesure importante. La norme ISO2715, prconise que la

pression absolue, Pa, laval de la turbine ( une distance de 4 fois le diamtre de la

conduite) soit :

Pa > 2.P + 1.25 pv

O P est la chute de pression travers le mesureur pour le dbit maximal de linstallation. pv est la pression de vapeur saturante du liquide la temprature maximale de

fonctionnement.

La prcision de ces instruments de mesure peut se dgrader, donc, cause de lusure

des paliers ou de la dformation des pales provoque par les pulsations de dbit lors de

louverture brusque de vannes par exemple. Pour ces raisons ces dbitmtres demandent une

surveillances rgulire.


24

La perte de charge occasionne par les dbitmtres turbines est considre comme

assez faible. Elle atteint en gnral, 0.2 0.5 bar au dbit maximal.

Remarque :

Pour la mesure de leau, la norme ISO 4064-1, rvise, utilise :

la notion de dbit de surcharge pour dsigner le dbit maximal auquel linstrument peut fonctionner pendant des dures limites, et,

la notion de dbit nominal pour dsigner le dbit auquel linstrument peut fonctionner en permanence ; Il est gal la moiti du dbit maximal.

2 3 3 / Dbitmtre ultrasons :

Le dbitmtre ultrason est une nouvelle technologie qui commence connatre un

champs dapplication de plus en plus croissant dans le comptage transactionnel des fluides

industriels.

2 3 3 1 / Principe :

Le principe repose sur lutilisation dondes acoustiques pour la mesure de la vitesse de

lcoulement. Un metteur ultrasonique met des trains dondes qui traversent le fluide

mesurer vers un rcepteur plac diamtralement oppos lmetteur. (figure 2 - 11).

Figure 2 - 11 : Principe de fonctionnement dun dbitmtre ultrasonique

Gnrateur / Rcepteur

Trains dondes

Impulsions


25

Le temps mis par londe ultrasonique pour parcourir la distance L entre lmetteur et le

rcepteur est :

(1 13)

O :

c : est la vitesse de propagation du son dans le fluide ;

V : Vitesse du fluide ;

: angle entre la vitesse V et la direction dfinie par le couple metteur/rcepteur.

La mesure du temps de transit t permet de dterminer la vitesse moyenne de

lcoulement V et le dbit Qv en utilisant lquation de continuit.

Un deuxime principe est bas sur leffet Doppler est utilis pour la mesure du dbit :

Cette mthode est adquate pour la mesure des fluides chargs qui transportent des

particules solides en suspension, sur lesquelles londe sonore est rflchie. La mesure de la

variation de la frquence de londe rflchie par les particules permet de dterminer la

vitesse V. Le dbit peut tre ainsi dtermin avec une prcision relativement faible, de

lordre de 10%.

2 3 3 3 / Caractristiques Mtrologiques :

Le dbitmtre ultrasons permet de mesurer des dbits compris entre 0.1 m3/h et 105

m3/h selon le diamtre de la conduite qui peut aller de quelques millimtres jusqu' plusieurs

mtres.

Le dbitmtre ultrasons prsente une bonne stabilit et une bonne prcision comprise

entre 0.5% 2%.


26

2 3 3 4 / Domaine dutilisation :

Lintrt des dbitmtres ultrasons est quils sont intrusifs ; Lensemble du dispositif

est lextrieur de la conduite ; Il mesure le dbit sans perturber lcoulement et nentrane

aucune perte de charge. De mme, il est donc insensible lagressivit du fluide.

Pourvue que le fluide transmette correctement les ultrasons, le dbitmtre est utilisable aussi

bien avec les gaz (gnralement sous pression) quavec les liquides, mme trs visqueux.

Si la paroi des conduites est permable aux ultrasons, les transducteurs (metteur /

rcepteur) peuvent tre placs lextrieur de la conduite, sinon un perage de la conduite

est ncessaire.

Ces dbitmtres sont sensibles aux variations dabsorptions et aux conditions

dinstallation. Les perturbations spatiales du profil de la vitesse V, qui peuvent surgir lors

du passage de lcoulement par des coudes ou des vannes, sont les sources derreur

importantes pour ces dbitmtres.

Le domaine dapplication des dbitmtres ultrasons nest pas limit par la taille des

cristaux pizolectriques. La dbitmtrie ultrasons sapplique pareillement des vaisseaux

sanguins, des conduites industrielles en charge ou des coulements surfaces libres tels

que les rivires et les canaux.

2 4 / Conditionneur dcoulement :

2 4 1 / principe de fonctionnement :

En pratique industrielle, afin de rduire la longueur ncessaire au dveloppement

et ltablissement dcoulement un dispositif de conduite dit redresseur ou conditionneur

dcoulement ou aussi tranquilliseur dcoulement est plac gnralement entre le

dbitmtre et llment perturbateur. Cet lment a pour mission dacclrer le

dveloppement de lcoulement et dassurer ltablissement dans une distance gnralement

comprise entre 20 et 30 fois le diamtre de la conduite (figure 2 12) par contre dans

labsence de cet lment, il est ncessaire dassurer une longueur de dveloppement

rectiligne de 80 100 fois le diamtre de la conduite entre le dbitmtre et la source de

perturbation (figure 2 13) .


27

A lheure actuelle, il nexiste pas de redresseur dcoulement capable de produire

parfaitement la condition de lcoulement tabli dans les distance de dveloppement

acceptable.

Conditionneur dcoulement

Elment de conduite Ecoulement tabli Dbitmtre

(Ecoulement perturb) (Z/D = 20 30 )

Figure 2 12 : conduite avec conditionneur dcoulement.

Elment de conduite Ecoulement tabli Dbitmtre

(Ecoulement perturb) (Z/D = 80 100)

Figure 2 13 : dveloppement naturel de lcoulement dans une conduite.

2 4 2 / Diffrents types de conditionneur dcoulement :

Dans le secteur industriel, les conditionneurs dcoulement les plus utiliss sont le

conditionneur Zanker, Sprenkle, Etoile et faisceaux de tubes. Ces conditionneurs sont

dcrits dans les standards internationales relatives aux coulements (ISO 5167 et ASME

2530). Autres conditionneurs ont t dcrits dans la littrature technique tels que le

conditionneur Mitsubishi et le disque perfor nouvellement dvelopp par Laws (1993,

1994) et Galagher (1998).


28

2 4 2 1 / Conditionneur ZANKER :

Le conditionneur ZANKER consiste une plaque perce de trous suivis de canaux

(un par trou) forms par les intersections des plaques. Les dimensions principales sont

donnes par la figure (2 14 ).

Les diffrentes plaques doivent assurer lensemble une rsistance mcanique

suffisante, mais ne doivent pas tre paisses. Il est utilis pour crer un profil de vitesse

proche ltabli qui est de la forme correcte exig pour une bonne prcision de lecture dun

dbitmtre.

Figure 2 14 : conditionneur ZANKER

2 4 2 2 / Conditionneur SPRENKLE :

Le conditionneur SPRENKLE est compos de trois plaques perfores, disposes en

srie (figure 2 15). La distance entre deux plaques adjacentes tant gale un diamtre de

conduite. Les perforations doivent, de prfrence, tre chanfreines en cot amont. Laire de

la section droite de lensemble des trous dans chaque plaque doit tre suprieure 40 % de

laire de la section droite de la conduite. Le rapport de lpaisseur de plaque au diamtre des

trous doit tre au moins gal 1 ; le diamtre des trous doit tre infrieur D / 20.

Ces trois plaques doivent tre maintenues entre elles par des tiges situes leur

priphrie au voisinage de la paroi de la conduite. Le diamtre de ces tiges doit tre aussi


29

petit que possible pour ne pas perturber lcoulement, mais suffisant pour assurer la

rsistance mcanique de lappareil.

Figure 2 15 : conditionneur SPENRKLE.

2 4 2 3 / Conditionneur faisceau de tubes :

Le conditionneur faisceau de tubes (figure 2 16) consiste a un certain nombre de

tubes parallles fixs les uns aux autres et maintenus solidement lintrieur de la conduite.

Il est important de sassurer du paralllisme des axes des diffrents tubes entre eux et avec

laxe de la conduite, car si ces conditions ne sont pas remplies, cest le conditionneur lui

mme qui va introduire des irrgularits et des perturbations lcoulement. le faisceau doit

comprendre au moins 19 tubes dune longueur suprieur ou gale 20 fois le diamtre du

tube.

Figure 2 16 : conditionneur faisceau de tubes.


30

2 4 2 - 4 / Conditionneur dcoulement CPACL :

Le conditionneur CLACL consiste en une plaque perfore prsentant des trous

concentriques comme l'illustre la figure (2 17) ci-dessous. Le conditionneur d'coulement

CPACL doit tre constitu d'une plaque comportant 25 trous alss et chanfreins suivant un

motif symtrique et circulaire, illustr la figure (2 14) ci-dessous. Les dimensions des

trous alss sont fonction du diamtre intrieur publi (D) de la conduite laquelle le

conditionneur est destin.

Le conditionneur CPACL doit tre install en amont du dbitmtre l'intrieur d'une

longueur droite de conduite de 9 fois le diamtre nominal de la conduite et en aval de la

source de turbulence d'au moins 6 fois le diamtre nominal de la conduite.

Figure 2 17 : Conditionneur d'coulement CPACL

2 4 2 5 / Conditionneur dcoulement LAWS :

Le conditionneur dcoulement LAWS est une plaque perfore dpaisseur 0,123 fois

le diamtre nominale de la conduite, il contient en total 19 trous, un trou au centre et de

lignes de trous de 6 et 12. (figure 2 18). (il y a des conditionneur LAWS qui contient 31

trous 1 : 9 : 21).

D


31

Suivant les normes ISO 5167, le conditionneur dcoulement LAWS doit tre plac

11 fois le diamtre nominale de la conduite en amont de dbitmtre et 3 fois le diamtre en

aval de la source de la turbulence.

Figure 2 18 : Conditionneur dcoulement LAWS.

1

2

3

D

chap2-1

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