Relation pression/debit d'eau et d'air

jc_s2000 · 30/04/2011 - 12h58

Bonjour,

J'aurais besoin de votre aide, j'ai un petit probleme, qui me creuse la tete depuis trois jours.

Je doit remplir une cuve d'eau sans que ca pression interieur ne depasse 100mB.

Lors du remplissage, la cuve est pleine d'air.
Pendant le remplissage d'eau, l'air est evacuée par un event situé en haut de la cuve.

Cette event est un tuyau horizontale lisse de 3m relier a une fosse qui est a la pression atmospherique. Le diametre de ce tuyau est de 25mm.

L'alimentation en eau de la cuve ce fait avec un tuyau horizontale de 50mm de diametre.

Quelle est le debit maximun en eau que je peux envoyer dans la cuve sans que la pression d'air ne depasse 100mB a l'interieur de la cuve lors du remplissage? Sachant que l'on sera sur un fluide compressible, l'air.

Lorsque la cuve est pleine, l'eau deborde par l'event pour evacuer les poches d'air restantes dans la cuve, a ce moment la je travaille avec un fluide non compressible.

Quelle est le debit maximun en eau que je peut evacuer par l'event sans depasser 100mB?

Pour reguler mon debit par rapport a ma pression, je dispose d'une pompe centrifuge et d'une vanne proportionnelle 3 voies.

Merci de votre aide.

jc

**LPFR** · 30/04/2011 - 16h20

Bonjour.
On peut supposer que l'énergie cinétique de l'eau rentrante est perdue en chaleur et que c'est la pression interne de 0,1 bar qui "fournit" la force de pression nécessaire à accélérer l'eau en sortie.
Quel débit peut-on avoir en sortie avec 0,1 bars (10 000 Pa)?
La vitesse est telle que v² = 2P/rhô
v = 4,47 m/s
Et le débit dans un tube de 25 mm sera 0,7 litres/seconde.
En négligeant la viscosité de l'eau.
Au revoir.

Dudulle · 30/04/2011 - 16h44

Bonjour

A travers un tube de 3m de 25mm de diamètre interne on passe environ 150m3/h d'air pour avoir une perte de charge de 0.1b.

Avec de l'eau on passe environ 5m3/h. Je te conseillerai tout de même d'utiliser un disque de rupture, qui coutera moins cher à changer qu'un bac.

**LPFR** · 30/04/2011 - 16h53

Re.
J'ai mal lu et j'ai fait le calcul pour de l'eau en sortie.
Au temps pour moi.
A+

jc_s2000 · 30/04/2011 - 19h27

Salut

ok merci pour les resultats.

Par contre comment as tu fais? tu as une formule?

Peux tu m'expliquer, c'est surtout ca que je recherche, comment faire?

Actuellement j'utilise un pompe avec un debit de 25m3/h à 3000 tr/min et une vanne de regule pour eviter de depasser les 100mb. ( Systeme relativement cher)

Donc pendant la phase de remplissage, quand l'air traverse l'event, je ne devrais pas etre obligé de brider le debit de la pompe vu qu'il est inferieur au debit de l'event avec de l'air?

Par contre lorsque la cuve est pleine, je suis limité a un debit de 5m3/h donc il faut que je fasse tourner ma pompe a 600tr/min environ.

Vous l'aurais compris, le but de cette analyse est de remplacer ma vanne de regule par une variation de la vitesse donc du debit de ma pompe.

Merci

Jc

Dudulle · 30/04/2011 - 20h21

Pour calculer les pertes de charges il existe de nombreuses formules empiriques; ici pour l'eau j'ai utilisé Hazen-Williams par exemple. Il faut par contre faire attention au domaine de validité lorsqu'on utilise des corrélations.

Il y a un truc que je ne comprend pas par contre; si tu as déjà une vanne automatique pourquoi la retirer et changer de système ? Par ailleurs une régulation basée sur la pression dans le bac fera tourner ta pompe moins vite une fois que le bec sera éventré... La montée en pression sera quasiment instantanée (sauf si tu as un bac en latex).

jc_s2000 · 30/04/2011 - 20h43

En fait je veux changer de systeme car la vanne est couteuse, c'est une vanne de regul assez complexe. Mettre un variateur sur la pompe est plus economique et plus simple.

Peux ton faire varier la vitesse d'une pompe centrifuge de plus de 50%??
Actuellement, il n'y a aucune regule PID sur la vanne, du coup on rempli en moyenne a 50mB. Avec un variateur on va pourvoir remplir a 90mB et du coup gagner du temps.

La montée en pression est limité, quand la cuve est pleine, l'eau sort par l'event puis va dans une fosse quand la fosse est pleine on ferme toute les vannes et on fait monter la cuve a 100mb avec une petite pompe volumetrique pneumatique.

En fait c'est un banc d'epreuve pour cuve. Les cuve sont tester a 100mB.

Pourrais tu detailler la formule?

Merci

jc