Perte de Charge a travers un filtre

[invitea029e85d]

Bonjour a tous,

Cela fait quelques temps que je bloque sur mon probleme et je ne sais plus trop par ou le prendre, j'ai certainement plusieurs problemes dans les hypotheses que je fais.

Mon probleme peut etre résumé simplement,

un ventilateur alimente un filtre, les deux éléments sont dans une conduite carré de section constante, les deux extrémités de la conduite sont a l'air libre (pression atmosphérique).

Je connais la vitesse que le ventilateur communique a l'air (m/s ou m3/s) et j'ai une courbe pour le filtre qui me donne la perte de charge a travers le filtre en fonction de la vitesse volumique de l'air (m3/s).

Je considere la temperature constante a travers le systeme ainsi que la masse volumique (les variations de ces grandeurs sont faibles si je ne me trompes pas). Ma question est simple, s'il y a perte de charge a travers le filtre, la vitesse en amont et en aval du filtre ne devrait etre la meme si ? ( en considérent la formule de Bernoulli) comment la calculer ?

Si je considere qu'il y a perte de charge et que la vitesse en amont et égale a la vitesse en aval, ou part l'énergie consommée pour réduire la pression ? en chaleur dans le filtre ? (cela m'étonne aussi je n'ai jamais entendu dire qu'un filtre chauffait)

Si tel est le cas, pensez-vous que je doive considérer un changement de température a travers le systeme (la vitesse de l'air est de l'ordre de 10m/s et la chute de pression totale a travers le systeme de 1000 Pascal)


Mon probleme reel est le meme que le précédent mais avec plusieurs filtres différents les uns a la suite des autres, j'ai commencé mon calcul en considérant la vitesse de l'air constante a travers tous les filtres mais j'ai du mal a me dire que cette vitesse ne vari pas, si ?


Merci d'avance a ceux qui pourront répondre a une ou plusieurs de mes questions,

désolé d'avance pour les fautes d'orthographe et les accents manquants, je suis sur un clavier qwerty et je ne trouve pas toute l'accentuation de notre cher francais.

Perc0
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[f6bes]

Bonjour à toi,
Il n'y a pas égalité de vitesse , puisque tu "freines" d'un coté.
Donc un coté est en SURPRESSION ( arrivée ) la sortie est en DEPRESSI0N.


Si tu formules des hypothéses fausses (meme vitesse), c'est sur que tu n'auras pas de réponse !!

Bonne soirée

[FC05]

Je ne suis pas totalement d'accord.

Il y a conservation du débit massique. Si la perte de charge n'est pas trop importante il n'y aura que peu de variation de volume (de masse volumique en fait) et donc le débit volumique sera conservé.
Si la section est constante, la vitesse sera alors la même (enfin presque la même).


Dans ce cas l'énergie est perdue sous forme de frottements, donc de chaleur.
La puissance dissipée est P = ∆p.Qv (∆p la perte de pression en Pa et Qv le débit volumique en m³.s^-1)
En général ça ne donne pas des élévations de température phénoménales (largement négligeables serait plutôt le terme).

[invite2313209787891133]

Bonjour

La subtilité est que chaque filtre produit une perte de charge fonction du débit, mais le débit du ventilateur est fonction de la perte de charge (de la différence de pression entre les 2 cotés).
Pour connaitre le débit qui passe dans la conduite il faut donc connaitre également la courbe de fonctionnement du ventilateur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea029e85d]

Merci a vous trois pour vos réponses, je pense que celle de f6bes n'est pas pertinente,

merci pour la confirmation FC05, c'est bien comme ca que j'ai mené mon calcul, je doutais beaucoup mais merci pour la confirmation.

Dudulle, j'ai en effet les courbes de fonctionnement du ventilateur (pression fonction de volume d'air pour une puissance d'alimentation donnée (%)).

Ma feuille excel pour une vitesse d'air donné (et constante a travers tout le systeme), calcule les chutes de pression a travers chaque élement, le ventilateur est considéré comme un élément créant une élévation de pression, j'égale ensuite la pression d'entrée a la pression atmospherique en modifiant la valeur d'augmentation de pression calculé par le ventilateur.
Je dispose d'un couple vitesse/augmentation de pression pour le ventilateur et j'en déduis donc la puissance a fournir grace aux courbes de fonctionnement,

qu'en pensez vous ?

[FC05]

Je n'ai pas bien compris la fin ...

On reprend, tu as un débit imposé. A partir des données que tu as, tu calcules une perte de charge. Après tu fait un truc avec la pression atmosphérique que je ne capte pas bien ... ça ne me semble pas utile puisqu'on travaille en différence de pression. A mon avis c'est un coup à ajouter la pression atmosphérique pour la retrancher plus tard (mais je ne suis pas certain vu que je ne connaît pas ton circuit).

On continue quand même.

On a notre perte de charge et notre débit. A ce moment tu calcules une puissance. Ce sera la puissance cédé au fluide. Elle ne tient pas compte du rendement du ventilo, du rendement du moteur et d'un éventuel cos phi ...

Ce qu'il faut, une fois la perte de charge et le débit calculé, c'est aller voir les courbes constructeur et trouver le ventilo "qui va bien". Après si tu veux la puissance à fournir, ça doit-être dans les caractéristiques données avec la courbe.

[FC05]

edit : A la relecture je pense que je n'ai pas bien compris les données dont tu disposes.

Si j'ai bien finalement compris tu as un unique ventilateur dont tu peux faire varier la puissance d'alimentation ?

Dans ce cas ce que tu fais est bon, mis à part cette histoire de pression atmosphérique ... mais bon là aussi ça dépend peut-être de tes données.

[invitea029e85d]

C'est bien ca j'ai un ventilateur dont je fais varier la puissance d'alimentation, j'ai différentes courbes Pression/Vitesse qui sont les unes differentes des autres par changement de puissance d'alimentation (ce ne doit pas etre le bon terme mais je ne trouve pas mieux pour m'expliquer ) En clair je peux choisis un couple pression/vitesse et j'en déduis une puissance (qui varie de 0 a 100%) ce sont des courbes constructeurs de mon ventilateur.
Le circuit est simple, 3 filtres les uns a la suite des autres puis un ventilateur, puis un autre filtre, (tout ca a section constante). L'entrée est a pression atmospherique, la sortie aussi.

Pour mon calcul je part d'un point a la sortie du circuit, je fixe une vitesse d'air, je considere que la pression est la pression atmospherique en ce point, connaissant la vitesse de l'air, je remonte les filtres un par un en ajoutant/retranchant la chute de pression que le chaque filtre crée (que je trouve grace a mes courbes chute de pression/vitesse de l'air de chaque element). Arrivé au point "entrée" du systeme, je trouve une pression qui n'est pas égale a la pression atmospherique alors qu'elle le devrait. La différence entre ces deux points est l'élévation de pression créé par le ventilateur.
Je connais donc le couple élévation de pression/vitesse du ventilateur. J'en déduis a quelle puissance il tourne (avec ma courbe constructeur).

Je pense que mon raisonnement est juste sur ce point la.


En voulant approfondir mon modele, je considere un changement de section entre deux sections.
La vitesse varie donc, et la diminution/augmentation de section créé elle aussi une chute/augmentation de pression non ?
Je calcule le rapport de vitesse avec la formule V1 * S1 = V2 * S2 (les points 1 et 2 étants deux points en amont/aval de la diminution de section)
Je calcule la chute de pression grace a la formule de Barré Saint Venant:

(gamma/gamma-1) * (P/rho) + V²/2 = constante (désolé pour la mise en forme déplorable)

Suis-je bon sur ce point la ?

Merci encore de votre aide, je pense arrivé sur la fin de mon probleme.