Anti-belier

[Cyrol]

Bonjour à tous,

J'aimerai savoir si qq'un connait des methodes pour savoir si oui ou non on doit installer un anti-belier sur une conduite de refoulement.
Je travaille sur une station de stockage qui doit refouler des effluents (PVC canalisation en charge) jusqu'à un un reseau gravitaire (mise à l'atmosphere dans un regard situé au point haut du reseau) et je voudrais savoir si j'ai besoin d'un anti-belier pour la partie refoulement en charge.

J'ai un document sur la methode de dubin et gueneau et j'essai de me documenter sur Louis Bergeron mais je ne suis pas tres au claire sur les methodes de determination d'anti-belier.

Si qq'un a des pistes, des liens, une methode ...

D'avance merci pour votre aide,

Cyrol

[invite76532345]

Bonjour Cyrol
Le phénomène "coup de bélier" se produit à l'arrêt de la pompe. C'est systématique à cause de la variation rapide de la vitesse de circulation du liquide, donc il faut toujours en tenir compte. Le tout est de connaître "l'importance" de ce coup de bélier pour appliquer la solution adéquate qui peut aller de "on ignore" à .....(diverses solutions). Pour cela il est nécessaire de connaître tous les paramètres de la tuyauterie, la présence ou non de clapet(s) en ligne, le type, le débit et la hauteur manométrique de la pompe et bien sûr, la densité du liquide véhiculé ainsi que la pression existante au niveau de la surface libre du liquide pompé.
Tout cela peut figurer sur un petit schéma sous "Excel", copié puis collé sous "Paint", enregistré en ".jpg" puis envoyé en "PJ" dans un message.
Ou bien en utilisant un logiciel capable de générer directement un ".jpg".
A bientôt.

[Cyrol]

Bonjour papykiwi et merci de m'avoir repondu,

Je te joins deux fichiers surlesquels figurent tout les elements, en esperant ne rien oublier ...

Le premier detail l'installation le deuxieme donne des renseignement sur le profil de la canalisation de refoulement.

Si ca ne te parait pas claire hesite pas à me le dire evidemment ...

(J'ai oublié de le mettre, mais le pvc phi 140 que je prends fait 128,4 de diametre interieur...).

A plus tard,

CyrolPROFIL.JPG
INSTALLATION.JPG

[Cyrol]

nb : il s'agit d'un reseau d'assainissement donc de l'eau ...

[chatelot16]

il n'y a pas de coup de belier quand a l'arret de la pompe le liquide dans la longueur de refoulement aspire a travers la pompe sans faire de vide

mais dans ton cas l'aspiration est deja en depression 0.7bar c'est comme -7metre : donc il y aura une bulle de vide a tout les coup a l'arret de la pompe , et gros choc quand le vide se rebouche en tapant contre le clapet

[Cyrol]

pas tout compris ...
merci quand meme

[chatelot16]

je ne sais meme pas ce qu'est un anti belier , mais je mettrais un clapet permetant a l'air d'entrer dans le tuyau a la sortie de la pompes

donc a l'aret de la pompe quand l'inertie de l'eau fera une depression cela aspirera de l'air , et ensuite il n'y aura pas de choc quand le poid de l'eau comprimera cet air cet air

[invite76532345]

Re
Merci cyrol pour les PJ. Je vais étudier les cas.
Réponse "sérieuse" demain j'espère.

il n'y a pas de coup de belier quand a l'arret de la pompe le liquide dans la longueur de refoulement aspire a travers la pompe sans faire de vide

En clair, cela veut dire quoi?

pas tout compris .

J'avoue que je n'ai rien compris non plus

Je ne sais meme pas ce qu'est un anti belier

Google st ton ami!!!
Quand on ne sait pas; et ce n'est pas un défaut de ne pas savoir, on n'essaie pas de répondre au hasard à une question aussi "pointue". Le risque est grand en cas de rupture de tuyauterie avec des "effluents", donc polluants.
A+

[invite76532345]

Bonjour Cyrol
J'ai fait une petite approche.
Je ne possède pas le logiciel permettant de calculer le "bidon".
Mon avis serait; plutôt que remédier au coup de bélier, l'éviter.
Je serais donc enclin à préconiser la solution "vanne motorisée" avec actionneur soit linéaire, soit logarithmique en fonction des caractéristiques de la vanne (c'est l'enfance de l'art pour l'instrumentiste).
Cette solution me paraît la plus élégante et est certainement la moins chère.
Par contre il faut connaître la HMT de la pompe à débit nul....
A bientôt

[chatelot16]

Bonjour Cyrol je n'ai pas vu ta question avant mon deuxieme message

mon premier message a été ecrit un peu vite mais j'atendais des question pour preciser : c'etait pour donner une idée que je croyais originale , car je ne l'avais jamais vue ailleur que chez moi

la reaction de papikiwi m'a un peu refroidi alors j'ai attendu la reponse...

en farfouillant avec google j'ai trouvé une trace de cette solution
http://www.fndae.fr/documentation/PDF/Fndae27.pdf
page 19 dispositif d'entrée d'air
donc je n'ai rien inventé mais c'est deconseillé pour l'eau potable

je detaille mon explication sur le coup de belier a l'arret de la pompe : la longueur d'eau en mouvement dans le tuyaux de refoulement ne peut pas s'arreter instantanément : si l'eau n'arrive pas assez facilement en passant par la pompe , il y aura une depression dans le tuyaux superieure a la pression atmospherique donc formation d'une zone de vide : et quand la colonne d'eau a fini de s'arreter elle recule et fait un gros choc

comme il y a une pompe a vide dans le reservoir d'aspiration il ne manque plus grand chose pour que le phenomene arrive

dans le cas d'une aspiration a -7metre c'est moins pire car l'inertie de l'eau dans le tuyaux d'aspiration pousse dans la pompe pendant l'arret ce qui peut aider un peu

ma solution est de mettre un clapet permettant a de l'air d'entrer librement dans le tuyaux de refoulement a la sortie de la pompe

pendant le ralentissement de la colonne d'eau cela va aspirer de l'air et quand l'eau reviendra en arriere il y aura de l'air a comprimer et cela evitera le choc

le pdf que j'ai cité dit que ce n'est pas utilisé pour l'eau potable : on peut ne pas aimer envoyer de l'air dans l'eau a chaque arret de pompe : mais pour ton eau usé a evacuer ca ne gene pas

une autre probleme serait de n'etre pas sur que la depression aspirera assez d'air alors que ca fera du vrai vide plus loin dans le circuit : dans ton cas la depression a la sortie de la pompe sera sure

je pense que ce clapet d'entré d'air sera plus simple qu'un reservoir anti belier plein d'eau usée

[chatelot16]

je pense que ce mot "coup de belier" pour l'arret d'une pompe est un piege :

le vrai coup de belier , c'est quand on ferme brutalement un robinet ou un clapet , et que l'inertie de la colonne d'eau en mouvement pousse dedans

a l'arret de la pompe la question est plutot y aura il du vide ou pas : ensuite l'implosion d'une zone de vide fait un choc qui ressemble a un coup de belier

et il y a l'eau qui recule un peu avant la fermeture du clapet

[Cyrol]

Bonjour tout le monde,

Merci bcp pour ton aide papykiwi, je viens de lire ta réponse, c'est très complet. Je vais me renseigner sur les prix d'un process qui ferme la vanne 2 assez lentement.
Sinon, pour en avoir parler à un ami qui bosse en bureau d'études, il faudrait un ballon anti-belier de 300L.

Quelques petites questions :
Dans mon cas j'utilise un clapet à boule se ferme en moins d'une seconde (ce que tu as mis dans ton tableau). Existe - il des clapets qui ont un temps de fermeture plus long (plus de 10 s ... 16s par exemple !!!)?
Sinon, cela signifie-il que tu prends 1 s à chaque calcul ?
Je n'ai pas tres bien compris ce que tu appelles 'temps deceleration pompe' ni à quoi ca te sert ?
Quelle difference entre Vn et V0 dans ton tableau (ligne 14) ?
Comment calcules tu le Débit (ligne 13)? Est ce que ca correspond à un debit de pointe ?
Qu'appelles tu P1 et P et comment les calcules tu ? (lignes 11 et 12)
A quoi correspond le coefficient variable (15 pour le PVC) ?
Et enfin Qu'appelles tu soupape tarée ?
Voila ca fait bcp de questions, j'avoue, et je ne t'en voudrais pas si tu ne réponds pas aussi precisément que ce que tu viens de le faire,

Encore merci pour avoir passer du temps sur mon problème,

Merci à toi aussi chatelot16.

A plus tard,
Cyrol

[invite76532345]

Bonjour

Pour Cyrol

Je n'ai pas tres bien compris ce que tu appelles 'temps deceleration pompe' ni à quoi ca te sert ?
Quelle difference entre Vn et V0 dans ton tableau (ligne 14) ?
Comment calcules tu le Débit (ligne 13)?

J'ai considéré pour le calcul l'instant où la pompe, alimentation électrique coupée donc en phase d'arrêt, a décéléré suffisamment pour que sa HMT corresponde à la pression nécessaire pour que la conduite de refoulement soit juste pleine (P_atm à l'orifice) et appliqué la formule de la loi affine "Débit1/Débit2 = √H1/√H2" pour trouver la vitesse correspondante du liquide dans la tuyauterie.
Le résultat n'est évidemment pas juste car:

J'ai estimé à 1mce la hauteur manométrique à l'orifice en régime normal, ceci sans aucune vérification possible. (Il faudrait la mesurer sur le site)

Si la hauteur manométrique (HM) est zéro à l'orifice, le liquide ne s'écoule plus et la vitesse tombe elle aussi à zéro. Par conséquent il n'y a plus de perte de charge, donc la "HM" remonte….et ainsi de suite. J'ai donc considéré le débit de la pompe calculé d'après les lois affines, ceci afin d'obtenir une nouvelle vitesse appelée "V₀" (ligne 14).

Comme le débit stoppe à cet instant (V_instant =0), la variation de vitesse de circulation dans le tuyau est alors maximale, le clapet se ferme, initiant le coup de bélier, surpression transmise entre l'amont et l'aval du clapet.

Discussion: Le résultat, purement théorique, donne une différence de 2% sur la vitesse nominale de circulation; négligeable puisque l'incertitude de mesure "industrielle standard" est de 3%.

Qu'appelles tu P1 et P et comment les calcules tu ? (lignes 11 et 12)

P est la pression obtenue en régime normal pour la HMT de 18.7m donnée sur le schéma.
P₁ est la pression correspondante à une HMT de 17.7m (voir ci-dessus pour la différence de 1m)

A quoi correspond le coefficient variable (15 pour le PVC)

C'est le coefficient d' "absorption" du tuyau appelé "k" dans la formule pratique d'Alliévi utilisée pour ce calcul. C'est un coefficient "pratique" déterminé par mesures et qui permet de s'affranchir, avec des résultats acceptables, de fastidieux calculs d'amortissement de l'onde de choc. Ce coefficient "k" se trouve dans les tables appropriées.

Et enfin Qu'appelles tu soupape tarée ?

Une soupape de sûreté (exemple en "PJ"; il y en a d'autres modèles) qui s'ouvre quand la pression amont est > que sa valeur de tarage.

Dans mon cas j'utilise un clapet à boule se ferme en moins d'une seconde (ce que tu as mis dans ton tableau). Existe - il des clapets qui ont un temps de fermeture plus long (plus de 10 s ... 16s par exemple !!!)?

Je n'en connais pas, mais ???
Avec des clapets à disque, on perce un petit trou dans le disque (quand c'est possible du point de vue du process)pour éviter la fermeture totale. Dans des installations eau basse pression cela évite le coup de bélier.
On peut aussi penser à un clapet à disque (ou à piston) au centre duquel est placé un disque de clapet inverse, plus petit, taré par un ressort pour s'ouvrir à partir d'une pression donnée. Je suis à peu près sûr que cela existe dans le commerce mais la robinetterie n'a jamais été ma spécialité.

Pour Chatelot16

le vrai coup de belier , c'est quand on ferme brutalement un robinet ou un clapet , et que l'inertie de la colonne d'eau en mouvement pousse dedans

Il n'y a pas de "vrai" ni de "faux" coup de bélier mais c'est bien la variation rapide de la vitesse de circulation du fluide qui le produit; quelle que soit la cause de cette variation rapide.

a l'arret de la pompe la question est plutot y aura il du vide ou pas : ensuite l'implosion d'une zone de vide fait un choc qui ressemble a un coup de belier

Il n'y a jamais de vide. Si pour une raison quelconque la pression absolue dans une tuyauterie ou une capacité tombe au niveau de la tension de vapeur le liquide se gazéifie sous forme de vapeur saturante. Ce phénomène s'appelle "cavitation" et est totalement différent du coup de bélier. Ce n'est pas une "implosion" (réduction de volume causée par une différence de pression extérieure/intérieure à l'enceinte)

je detaille mon explication sur le coup de belier a l'arret de la pompe : la longueur d'eau en mouvement dans le tuyaux de refoulement ne peut pas s'arreter instantanément : si l'eau n'arrive pas assez facilement en passant par la pompe , il y aura une depression dans le tuyaux superieure a la pression atmospherique donc formation d'une zone de vide : et quand la colonne d'eau a fini de s'arreter elle recule et fait un gros choc

Une pompe ne s'arrête pas instantanément. Tant qu'elle tourne, la pression à la sortie est supérieure à celle de l'entrée.
Le coup de bélier est un phénomène ondulatoire. La pression engendrée au point considéré s'ajoute ou se retranche périodiquement de la pression devenue "statique" puisqu'il n'y a plus de circulation. Dans le cas qui nous intéresse, une pression inférieure à la pression atmosphérique ne peut se produire que lorsque les deux pompes sont en service, ce qui est rare d'après les données du réseau. Un clapet laissant entrer de l'air ne protègerait donc que dans ce cas, à condition que les deux pompes stoppent simultanément (panne d'alimentation électrique par exemple).
La probabilité d'une telle situation est de l'ordre de 1x10^-6 (on peut la calculer avec exactitude mais cela sort du cadre de cette discusion) La solution clapet a donc une probabilité de fonctionnement égale et par conséquent n'est pas applicable.

une autre probleme serait de n'etre pas sur que la depression aspirera assez d'air alors que ca fera du vrai vide plus loin dans le circuit : dans ton cas la depression a la sortie de la pompe sera sure

Quand on n'est "pas sûr" on tâche de vérifier par le calcul. Où est la note de calcul qui montre que "ça peut marcher" ?
A+

[lanita]

slt tt le monde
je travaille sur un projet de dimensionnement d un systeme anti belier pour une installation qui transporte de l eau traité a partir de deux bassin de
5000m3 à deux autres de 8000 et 6000m3, on dispose de 3 pompes qui aspirent de l eau a partir des 2 premiers basins, l installation est de 32 km et est en béton précontraint et une tte petite partie de PVC
stp si qlq 1 a une idée sur le dimensionnement qu il me contacte pcq vraiment je trouve pas de documentation a ce sujet
merci pr votre lecture