Relation debit/pression ventilateur

[RATAXES64]

Bonjour à tous,

C'est mon premier post sur ce forum.

Dans des futures salles blanches, j'utilise des ventilateurs pour mettre en pression le local, pour chercher à mesurer sa surface de fuite globale.

Pour cela, j'a construit un programme qui la calcule à partir des pressions relevées dans le local (manomètre différentiel), et dans le ventilateur (tubes de pitot).

La difficulté est de calculer le débit en charge du ventilateur (m3/s), d'autant que la surface du ventilateur (vitesse de rotation variable) pourra être réduite par des disques ou orifices de calibrage.

Par la suite, il faut régulièrement contrôler et re-étalonner la relation Pression/Débit, comme on le fait pour tout appareil de mesure digne de ce nom.

Avant d'encombrer ce post de la foultitude d'informations que j'ai à ce sujet, j'aimerais avoir vos commentaires sur ce problème, si par chance l'un d'entre vous y a été confronté, de près ou de loin.

Cordialement
RTX
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[invite2313209787891133]

Bonjour

Je n'ai pas tout a fait saisi ta question: Qu'est ce que tu veux calibrer, l'appareil de mesure de pression ?

[RATAXES64]

Bonjour,

Je reformule :

Je conduis des essais qui consistent à mettre en surpression une salle à l'aide d'un ventilateur pour déterminer l'importance de son manque d'étanchéité, en calculant sa surface de fuite globale (ELA).

Je mesure la pression différentielle obtenue DANS dans le ventilateur (FP) par un réseau de tube de Pitot autour de l'hélice.

Je mesure la pression différentielle obtenue dans la salle (RP) pour un fonctionnement à un régime donné stable du ventilateur.

La pression de référence est bien entendu la même pour les 2 mesures de pression.

J'ai besoin de déterminer le coefficient K pour pouvoir calculer le DEBIT REEL du ventilateur à partir de la pression fournie par le ventilateur (FP - RP).

Une fois que je connais le débit, je peux calculer la surface équivalente de fuite de la salle avec mon programme informatique.

1° Comment calculer ce coefficient K qui permet de "passer" d'une pression à un débit, sachant que je ne connais pas le pas d'hélice ?

2° Comment contrôler dans le temps que ce coéfficient K n'a pas changé (déformation mécanique des pales, positionnement des Pitots etc.) ?

Pour le calcul de K, j'ai partiellement trouvé une explication ici mais elle m'est insuffisante.

Pour le contrôle des variation de K dans le temps, je dispose d'une chambre de charge de 100m3 dotée d'ouvertures calibrées (surfaces de fuite connues). Mais il me faut déterminer le protocole de mesure à suivre.

En espérant avoir été plus clair.

Cordialement

PS: je n'ai pas compris comment utiliser la "réponse rapide"

[invite2313209787891133]

Je ne suis pas sur d'avoir encore compris; tu veux mesurer à la fois le débit et la surpression dans la salle avec des tubes de Pitot ?

Le deltaP est conditionné également par ton test d'infiltrométrie; tu ne peux pas déterminer à la fois le débit du ventilateur et la surpression de la salle.
Pour effectuer ce genre de test il y a 2 solutions:
- Utiliser un ventilateur dont les caractéristiques sont connues.
- Utiliser un anémomètre sur une partie droite en entrée ou sortie du ventilo.
Et bien sur faire correspondre le deltaP avec le débit d'air.

[A voir en vidéo sur Futura]

[RATAXES64]

Le problème, c'est justement de déterminer les caractéristique d'un ventilateur...

A l'air libre, sans charge donc, si on connait le pas des pales, le diamètre, la vitesse de l'hélice, les caractéristique du fluide (air), etc... on peut déterminer la relation débit / vitesse.

Mais en charge, c'est une toute autre histoire...

Comme indiqué dans le lien précédent, la "solution" est bien de déterminer le facteur K qui relie la pression FOURNIE par le ventilateur et son débit de charge.

La première chose à faire étant de déterminer la pression fournie, qui est celle mesurée par un réseau Pitot dans le ventilateur moins la contre-pression due à la charge : en l'occurrence celle mesurée dans la pièce (en tenant compte des pressions statiques de la référence)

Je vais recevoir des ventilateurs la plus part du temps sans connaître leur caractéristiques (!), et je dois donc déterminer leur facteur K par plusieurs manip dans une chambre de charge dont on connait les surfaces de fuite.

Cela veut dire que pour une pression connue dans la chambre et pour une surface de fuite connue de la chambre, on va trouver des pressions aux tubes de pitot du ventilateur testé qui seront différentes et en relation avec les débits qu'il développe, donc qui devraient permettre de trouver son coefficient K.

En répétant les mesures avec des diaphragmes différents installés sur le ventilateur testé, on pourra déterminer les coefficients K pour chacun d'eux, et donc "étalonner" le ventilateur.

Dans un programme informatique adéquat, en entrant la pression de la pièce, la pression au ventilateur, et le "bon" coefficient K on pourra alors calculer la surface de fuite globale d'un local, et donc déterminer le temps de rétenion d'un gaz injecté à l'ntérieur.

[invite2313209787891133]

Je comprend mieux.
Donc en fait ce que tu veux faire ce n'est pas "étalonner" le ventilateur (on ne peut étalonner que des appareils qui mesurent directement une grandeur physique, et on ne peut le faire qu'avec un étalon), mais déterminer sa courbe de fonctionnement.

Cette courbe dépend de la vitesse de rotation; elle permet de déterminer le débit en fonction de la contre pression.
Pour ceci il faut une mesure de deltaP et une mesure de débit; qui peut être réalisé avec un tube de Pitot si la vitesse est assez grande, sinon un fil chaud ou un anémomètre à pales.

[RATAXES64]

En fait le but de la manip est bien un étalonnage... Je m'explique avec un exemple :

Pour une pression dans la chambre de test de RP et une pression Pitot de FP au ventilateur, on a un débit X donné par la relation X=k(FP-RP).
En entrant la valeur de ce débit X dans le programme de calcul de la surface de fuite globale de la chambre on obtient 100cm².

1°) Si l'ouverture existante pratiquée dans la chambre est aussi de 100cm², alors le débit X calculé est correct, donc k est "bon"

2°) Si non, le calcul du débit, et donc k, est incorrect. Dans ce cas, il faut recalculer k pour obtenir un débit Y adéquat pour retrouver un calcul correct de la surface de fuite par le programme. En clair, cela veut dire que pour une mesure "juste", suivie d'une mesure fausse après un certain temps d'utilisation du ventilateur, on peut mettre en évidence que ses caratéristiques de débit ont changé dans le temps (pale tordue, encrassée, tubes de pitot déplacés ou à nettoyer, etc.).

Il est donc nécessaire d'avoir un ventilateur "étalon" (ou une première mesure de k à neuf) pour pouvoir "vérifier" les "k" des ventilateurs testés et les "corriger" le cas échéant. Cette opération de contrôle est bien sûr à conduire sur plusieurs surface de fuite ouvertes dans la chambre et pour plusieurs diaphragmes du ventilateur.

Vous dites : "il faut une mesure de deltaP et une mesure de débit; qui peut être réalisé avec un tube de Pitot", dans mon exemple, comment procèderiez-vous concrètement ?

Merci encore de vos réponses.

Cordialement
RTX

[invite2313209787891133]

Tu as sans doute mal interprété ma réponse: Il est uniquement possible d'étalonner un appareil qui pratique une mesure, c'est à dire qui transforme pas une grandeur physique en une valeur chiffrée, ce qui n'est pas le cas d'un ventilateur.
Par ailleurs on ne peut étalonner qu'avec un étalon. Par définition un étalon représente une grandeur physique, et doit être inaltérable dans le temps.

Donc un ventilateur étalon ça n'existe pas, on parle de ventilateur de référence.
Je ferme la parenthèse.

Si je reprend ce que tu dis tu veux déterminer la variation du deltaP en fonction de la section d'une ouverture sur une chambre et la comparer à la courbe typique d'un ventilateur neuf.
Dans ce cas ce il ne te faut pas un tube de Pitot mais un manomètre différentiel; un tube de Pitot sert à mesurer une pression dynamique (ce qui est synonyme de vitesse).
Il faut disposer les prises de pression un endroit où elles ne pourront pas être perturbées par les turbulence du ventilateur, donc surtout pas à proximité des pales.

Par contre tu ne connaitra pas le débit du ventilateur, tu aura juste une courbe pression/section de passage.
Pour connaitre le mesurer il faut disposer un appareil de mesure de débit dans une section droite qui prendra tout le flux du ventilateur.

[RATAXES64]

Bonjour,

Tu as parfaitement raison sur le terminologie, raison pour laquelle j'avais mis des guillemets.

Les normes exigent un certificat de calibration des appareils utilisés.

Pour la sonde de mesure de pression de la pièce, il s'agit bien d'une mesure de pression statique. Le certificat de calibration doit permettre de pouvoir entrer directement des valeurs LUES sur la jauge dans le programme informatique, qui avec les tables de corrections fournies par le certificat de calibration de la jauge par un labo, selon une procédure précise, corrige les valeurs lues entrées en valeurs réelles.

Il est demandé la même chose en ce qui concerne les valeurs de débit du ventilateur que le programme doit prendre en compte pour le calcul de surface de fuite globale.

Les fabricants de ventilateurs utilisent pour cela une mesure de pression dynamique via un réseau de tubes de pitot implantés dans le corps du ventiltateur.

"Quelque part", cette pression dynamique reflète bien le débit (en charge) du ventilateur. Bien entendu cette pression dynamique est liée à la pression statique produite dans la pièce.

Je ne sais pas comment joindre un fichier à ce post, mais j'ai un exemple précis de ce genre de calcul (avec beaucoup de coefficients)... qui permet de calculer un débit à partir de ces deux mesures RP (pression statique de la pièce) et FP (pression dynamique du ventilateur).

Comment établir ces tables de coefficients, et comment procéder à leur recalcul pour réactualiser la calibration (si nécessaire) dans le temps?

C'est tout le problème! Du moins en ce qui concerne les coefficents de calcul de débit, car j'ai déja établi des tables pour les jauges de pression statique (ce qui est beaucoup, mais beaucoup plus facile!).

Je prends acte de ta remarque : Il est clair que si je dispose d'un ventilateur "de référence", je vais pouvoir mieux cerner le problème, et effiecivement, le plus sage serait peut être de m'adresser à un labo qui dipose du matériel et du savoir faire pour établir son diagramme Pression/Débit. Ayant déjà cherché, sans succès. je suis preneur de tout contact que tu pourrais avoir.

Cordialement
RTX