fonctionnement d'un compresseur rotatif à palette

[ahotep]

Bonjour à tous,

j'aurai une petite question en ce qui concerne les compresseurs à palettes. Le fonctionnement de base n'est pas le bt de cette question. Je vous explique :

J'ai un compresseur alimenté par un moteur de 3kW, ayant un débit de 0,32 m3/min et une vitesse de rotation de 3000 tr/min. Toutes ces données sont celles du constructeur. Selon moi, si je traduit tout ça, je comprend que pour une vitesse optimale de 3000 tr/min, le compresseur aura un débit de 0,32 m3/min si il est alimenté par un moteur de 3kW.

Mes question ssont les suivantes :
-Que se passe t il si on enlève le moteur de base de 3kW et qu'on en met un à la place de 6kW ? ou de 1 kW ??
-Est ce que le débit est proportionnel à la vitesse de rotation du compresseur ? Si il tourne à 1500 tr/min, est ce qu'on aura un débit de 0,16 m3/min ??

Merci de vos réponses..

[FBL85]

Salut. Concernant le choix de la motorisation, si le constructeur a défini, suivant ses calculs, un moteur de 3KW, c'est qu'il a ses raisons ... Si a la place d'un 3KW tu mets un 1KW, il va se mettre " a genoux ", c'est a dire que la puissance mécanique pour entrainer l'arbre sera bien moindre. Je dirait même qu'il ne va pas démarrer ...
Si tu mets un 6KW, alors là pas de problèmes mais tu risques de consommer largement plus pour avoir le même résultat ! De plus le moteur sera déclassé, il y a un grosse différence de prix entre un 3KW et 6KW. Une telle modification entraîne bien plus de choses qu'il n'y paraît -> câble d'alim a changer, protections ....

En ce qui concerne la deuxième question, oui, la fréquence de rotation est liée au débit, ce qui semble logique de part la conception même du compresseur de type palettes. Sur certain type de compresseurs a vis lubrifiées, et sur de grosses puissances, on arrive a réguler la pression a 0.1 g près, justement en faisant varier la vitesse de rotation des moteurs.
@+

[kikouté]

bonsoir .
ahotep tu as oublié de preciser une chose importante c'est la pression de sortie que tu souhaite de ton compresseur .
par ce que si la vitesse de rotation est liée au debit
la puissance est liée à la pression.
donc pour ton moteur tournant a 1500t/mn
de 3 à 6kw tu aura presque le double de pression.
je dis presque par ce qu'il y a des pertes en energie
en ce qui concerne les compresseurs c'est pas la panacée au niveau du rendement .
c'est selon ton choix, tu peut toujours garder le meme moteur et avoir un debit plus grand en jouant sur les poulies( s'il est entrainé par.. je ne sais tu n'as pas precisé)tu aura un plus grand debit mais tu perdra en pression.
F= P*S

a bientot

[invite76532345]

Bonjour à tous.

Pas tout à fait d'accord avec toi Kikouté.
Un compresseur à palettes n'est pas une machine centrifuge, mais une machine volumétrique.
En conséquence, la pression "attainable" est donnée par la caractéristique résistante du réseau utilisateur, avec bien sur les limitations techniques de la machine (fuites internes aux sections en contact ou friction, caractéristiques du film d'huile d'étanchéité, refroidissement....).
D'autre part, ce type de compresseur étant volumétrique, tant qu'il tourne à la même vitesse, son débit est constant à pression de refoulement constante.
Si on accélère la vitesse de rotation, tous les paramètres "battent la générale" car on change les vitesses de passage dans les forages, les forces d'appui des palettes, les coefficients de remplissage, la chaleur dissipée ...etc etc.
Pour ajuster la pression de sortie à la demande, les constructeurs ajoutent à la machine de base une vanne de régulation qui agit sur le débit d'air entrant en fonction de la consommation. (voir de sites constructeurs, il y en a beaucoup, merci Google). En conséquence, si on ne change pas la chaîne de contrôle commande de cette vanne, la presion de sortie restera constante (dans la limite de précision de la régulation)
Le rendement total de ces machines n'est pas terrible, comparé à celui des compresseurs à vis par exemple

FBL85. Si le compresseur tourne à la même vitesse devant le même réseau résistant (utilisateur). il consommera la même puissance à l'arbre. Par contre le moteur 6 kW au lieu de 3kW (prévu par le constructeur) va fonctionner à ~50% de charge d'où cos Phi plus faible (et eDF facture cher la puissance réactive) et moins bon rendement du moteur donc plus de pertes d'énergie active. Le moteur de 1kW lui, dans les mêmes conditions d'utilisation va se transformer en générateur de fumée..........
En résumé:
Le débit est proportionnel à la vitesse de rotation mais pas "directement" proportionnel.
La pression de sortie dépend du réseau utilisateur.

A+
Papykiwi

[ahotep]

bonsoir .
ahotep tu as oublié de preciser une chose importante c'est la pression de sortie que tu souhaite de ton compresseur .
par ce que si la vitesse de rotation est liée au debit
la puissance est liée à la pression.
donc pour ton moteur tournant a 1500t/mn
de 3 à 6kw tu aura presque le double de pression.
je dis presque par ce qu'il y a des pertes en energie
en ce qui concerne les compresseurs c'est pas la panacée au niveau du rendement .
c'est selon ton choix, tu peut toujours garder le meme moteur et avoir un debit plus grand en jouant sur les poulies( s'il est entrainé par.. je ne sais tu n'as pas precisé)tu aura un plus grand debit mais tu perdra en pression.
F= P*S

a bientot

la pression de sortie est contrôlée par le compresseur non ? le constructeur donne une pression disons de 7 bars donc je ne peux pas demander une pression spécifique...
A moins que je ne me plante..Vous pouvez détailler ?

Sinon, vos réponses me satisfont..Disons en m^me temps c'est problématique pour moi car il se peut que mon compresseur soit alimenté une bonne partie du temps par un moteur de 100 W.Donc en gros il ne tournera pas et ne comprimera rien du tout..

Si vous êtes curieux, regardez un peu tout les post que j'ai déjà émis et vous comprendrez ce que je veux mettre pour entrainer le compresseur...

A partir de quelle puissance pourra fonctionner le compresseur ? VOus avez une idée ?

MErci

[FBL85]

Bonjour à tous.

FBL85. Si le compresseur tourne à la même vitesse devant le même réseau résistant (utilisateur). il consommera la même puissance à l'arbre. Par contre le moteur 6 kW au lieu de 3kW (prévu par le constructeur) va fonctionner à ~50% de charge d'où cos Phi plus faible (et eDF facture cher la puissance réactive) et moins bon rendement du moteur donc plus de pertes d'énergie active. Le moteur de 1kW lui, dans les mêmes conditions d'utilisation va se transformer en générateur de fumée..........
En résumé:
Le débit est proportionnel à la vitesse de rotation mais pas "directement" proportionnel.
La pression de sortie dépend du réseau utilisateur.

A+
Papykiwi

Salut. Je suis d'accord avec toi, mais je ne comprends pas ton affirmation dans laquelle " La pression de sortie dépend du réseau utilisateur " C'est le compresseur qui fournit la pression, le réseau utilisateur fixe le débit, non ? Chaque appareil fonctionne sous telle pression et a besoin de tel débit ?
@+

[robur71]

lt..Disons en m^me temps c'est problématique pour moi car il se peut que mon compresseur soit alimenté une bonne partie du temps par un moteur de 100 W.Donc en gros il ne tournera pas et ne comprimera rien du tout..

Bonjour ,
Sauf erreur de ma part ( toujours possible ) 3000 w , 0.32 m3/mn ,et un rendement compresseur de 0.7 , ça donne un delta P de 4 bars.
Si l’on injecte dans ce compresseur une puissance de 100 W , on pourrait obtenir pour un delta P de 4 bars un débit de 0.01 m3/mn en faisant tourner le compresseur à 100 tr/mn
Mais ce résultat ne sera probablement pas atteint en raison des pertes indépendantes de la vitesse…le couple résistant sur l’arbre à très faible vitesse doit pouvoir être facilement évalué , il se pourrait qu’à 100 tr/mn, le compresseur absorbe à vide une bonne partie des
100 W

Cordialement

[invite76532345]

Bonjour FBL85

C'est là que réside toute la différence entre une machine volumétrique et une machine centrifuge.
La machine centrifuge refoule à une pression maximale fonction de sa vitesse de rotation et des paramètres de sa ou ses roues.
La machine volumétrique déplace un volume de gaz d'une enceinte (son cylindre ou son tore) dans une autre enceinte (le réseau utilisateur)
Sans régulation externe la pression dans ce réseau pourrait donc monter indéfiniment (jusqu'à la casse de qq chose).
La régulation est donnée
-En tout ou rien par le pressostat du compresseur (P max de service)
-En variation constante par le réseau utilisateur:
Exemple: Essaie par exemple un pistolet à peinture réglé 2.5 bars g par son détendeur d'alimentation sur un réseau "type bricoleur" alimenté par un compresseur ~100 Nlitres/min.
Le réseau ne montera jamais à 7 bars, il va se stabiliser aux environs de 4 à 4.5 (tant que le pistolet fonctionne, bien sur) car l'équilibre Vol comprimé//Vol utilisé est réalisé pour cette pression qui est celle du réseau.
-En tout ou rien (ou peu) par la soupape de sécurité qui lorsque la pression max de sécurité est atteinte s'ouvre et "en principe" décharge tout le débit à l'extérieur. Ceci afin de se limiter à une pression "qui ne casse rien" ni dans le compresseur, ni dans le réseau utilisateur.

A+
Papykiwi

[FBL85]

Salut. Merci pour la réponse, je comprends mieux ...
@+

[ahotep]

Bonjour ,
Sauf erreur de ma part ( toujours possible ) 3000 w , 0.32 m3/mn ,et un rendement compresseur de 0.7 , ça donne un delta P de 4 bars.
Si l’on injecte dans ce compresseur une puissance de 100 W , on pourrait obtenir pour un delta P de 4 bars un débit de 0.01 m3/mn en faisant tourner le compresseur à 100 tr/mn
Mais ce résultat ne sera probablement pas atteint en raison des pertes indépendantes de la vitesse…le couple résistant sur l’arbre à très faible vitesse doit pouvoir être facilement évalué , il se pourrait qu’à 100 tr/mn, le compresseur absorbe à vide une bonne partie des
100 W

Cordialement

Bonjour,

J'aurai besoin de détails : le rendement compresseur il est de 0,7..pourquoi ? c'est toujours cette valeur ?
Comment tu détermine ?
Tu veux dire que si tu met un moteur de 100W à la place de 3000W, théoriquement (sans compter les pertes) le compresseur pourrait débiter, si il est entrainé à 100 tr/min ?(beaucoup de si...)

[FC05]

Si ça peut être utile, la puissance fournie au fluide par une pompe est :

P = ro . g . Qv . delta_Hp

ro : la masse volumique (en kg/m3)
g = 9,81 N/kg
Qv : le débit volumique (en m3/s)
delta_Hp : l'augmentation de pression (en Pa).

[invite76532345]

Bonjour Ahotep

J'aurai besoin de détails : le rendement compresseur il est de 0,7..pourquoi ? c'est toujours cette valeur ?

Non ce n'est pas toujours 0.7.
Cette valeur moyenne sert de base pour un calcul de pré-dimensionnement d'une machine.
Certains compresseurs "pointus" atteignent 0.8.
Certaines machines type "grand public" atteignent péniblement 0.5 .
Pour déterminer le rendement avant construction il faut:

Connaître le gaz à comprimer (son Cp/Cv et sa viscosité interviennent)
Connaître le type de compresseur envisagé
-A pistons

Simple ou double effet

Lubrifié ou sec

- A membrane (type Corblin)
- A palettes

-rigides ou souples

- type de lubrification possible

- A anneau liquide
- Pompe Roots (à lobes)
- A spirale
- A vis
- Centrifuge.
Il faut aussi voir l'utilisation. Si elle est sur un point fixe (débit x pression) on peut prévoir un rendement supérieur à celui d'une plage d'utilisation.
On calcule en compression adiabatique mais il y a toujours un échange de chaleur entre le gaz en compression et la machine, donc l'extérieur.
Puis quand on a fini de "faire joujou" avec le compresseur lui même, on s'occupe du moteur (électrique à vitesse fixe ou variable - Diésel - A gaz à pistons- Turbine à vapeur - Turbine à gaz...) et de la transmission.....
Et là on obtient le rendement théorique final.
Parfois le prototype réalisé ne confirme pas, au banc d'essais, les calculs de BE.(spécialement en type "pistons" car les clapets, qui conditionnent le coefficient de remplissage, sont des organes pas toujours prévisibles à 100% à cause des changements de direction du gaz)
Et j'en passe......

Les "si" de Robur sont parfaitement justifiés. Pour déterminer une machine on se fixe des bases de calcul (data). donc: "Si"... et "Si"... C'est ce qu'il fait.

Bonne journée

[robur71]

Bonjour,

J'aurai besoin de détails : le rendement compresseur il est de 0,7..pourquoi ? c'est toujours cette valeur ?
Comment tu détermine ?
Tu veux dire que si tu met un moteur de 100W à la place de 3000W, théoriquement (sans compter les pertes) le compresseur pourrait débiter, si il est entrainé à 100 tr/min ?(beaucoup de si...)

Bonjour?
Comme l’a parfaitement expliqué Papykiwi , le rendementd’un tel compresseur peut varier de 0.5
à 0.8 ,
0.7 est une valeur acceptable pour imaginer des ordres de grandeur.
Pour le calcul , je considère une compression adiabatique du volume correspondant à 1 tour et au débit nominal de 0.32 m3/mn ; ensuite je bricole avec Excel et les expressions suivantes :
P2 = P1 ( V1 / V2) ^ gamma
T2 = T1 ( V1 / V2) ^ (gamma -1)
Et le travail reçu par le fluide W
W = ( GAMMA . P1 .V1) /( gamma-1 ) ( [( P2/P1) ^ ( gamma-1) /gamma ) ]- 1)
Données d’entrée
gamma = 1.4 ,
V1 = 1.07 E-04 , débit nominal pour 1 tour
V1 / V2 = 5 valeur arbitraire pour amorcer le calcul
Résultats
Pression de sortie = 8.2 bar absolus
Travail reçu par le fluide = 31 J par tour

A 3000 tr/mn , Travail reçu par le fluide = 1540 W

Le moteur devra fournir en plus : la compensation des fuites internes, la chaleur dissipée à travers la surface externe du compresseur, les pertes de charges internes, les frottements des palettes et des paliers….

NB les valeurs données dans mon précedent message etaient fausses