écoulement d'un fluide dans un collecteur

[invite8ef93f7f]

Bonjour,
une petite question de mécanique de fluide, du moins je le suppose.

pour poser le contexte, je brasse de la bière dans mon garage, et je compte modifier mon système de filtration.
j'utilise actuellement une tresse inox qui a une facheuse tendance à se colmater, aussi je compte passer à un filtre constitué de tubes de cuivre.

en pratique, les tubes ne filtrent rien, mais servent juste à collecter le moût, le filtre en lui-même se constitue tout seul par sédimentation du malt concassé, les enveloppes du grain bloquant les grosses particules, elle même bloquant les petites particules etc etc...
le moût est recirculé, c'est à dire que les premiers litres encore troubles sont réintroduits par le haut de la cuve, jusqu'à ce que le filtre se constitue de lui même, une fois le filtrat bien limpide, le moût est collecté, puis rincé.

le rincage consiste à introduire un volume d'eau complémentaire et conséquent, a peu près le double du volume d'eau initialement utilisée dans la cuve pour extraire les sucres résiduels encore contenus dans le grain.

il est donc primordial que l'eau de rincage s'écoule à travers tout le volume de grain sans emprunter de chemin préférentiel.

le collecteur est simplement constitué de tubes de cuivre fendus et emboutis, reliés à une vanne de soutirage, selon un modèle de ce genre largement utilisé dans la sphère des brasseurs amateurs :

filtre1.jpg
filtre2.jpg

mais je me demande si la vanne relié au collecteur central ne privilégie pas outre mesure un écoulement central et si les collecteurs latéraux sont réellement efficaces ou simplement décoratifs
auquel cas je perdrais au passage un peu de sucre, à compenser par l'ajout de davantage de grain.

pouvez vous me proposer une évaluation critique du système et des axes d'amélioration ?
il me parait difficile de multiplier les points de collecte. Peut être en variant la quantité de fente par collecteur ? moins dense au centre et davantage sur les bords ?

merci de votre avis et salutations brassicoles
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[invitecaafce96]

Bonjour,
Donc, si je comprends bien : par votre grille cuivre à alimentation centrale vous faites passer de l'eau ( sous quelle pression ? ) et vous souhaitez un écoulement régulier sur toute la surface .
Ce n'est sûrement pas le cas dans cette configuration qui privilégie le (les) tube(s) central(aux), mais qu'est ce qui vous empêche de faire la manip à l'air libre pour visualiser ces écoulements ?
Et d'établir une grille en conséquence ? Au lieu de fentes , vous pourriez faire des trous de diamètres différents et plus ou moins "denses" . Ou alimenter la grille en plusieurs points , 4 par exemple .

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je débarque.
La favorisation des tuyaux centraux ne se fait que si le débit de tirage est élevé et que la perte de charges sur les tuyaux latéraux devient importante.
Mais il me semble que le filtrage à tendance à égaliser le débit sur toute la surface de dépôt de grains et particules.

Je ne peux pas l’affirmer pour la bière. Mais dans la distillation d’alcools, le cuivre joue un rôle chimique en plus de physique. Il sert à enlever des composés soufrés qui ont du (mauvais) « goût ». Le remplacer par de l’inox n’est pas nécessairement une bonne idée.
Au revoir.

[Boumako]

Bonjour

En effet il s'établit toujours des chemins préférentiels à travers les drêches, mais tu ne peux rien y changer en jouant sur le collecteur. Ton système est très bien tel qu'il est.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite219c144f]

Bonjour,

L'optimisation de la répartition du débit dans les branches d'un collecteur fait encore et toujours l'objet d'études, notamment dans le cadre des échangeurs de chaleur, mais en estimant les pertes de charges à l'aide des formules simples de mécanique des fluides et d'un débit en entrée tu peux déterminer le débit dans chaque branche et équilibrer les débits en rajoutant plus ou moins de pertes de charge à l'aide d'ajutages notamment ou bien en changeant de matériaux (rugosité), de diamètre, etc...

[Boumako]

En estimant les pertes de charges à l'aide des formules simples de mécanique des fluides et d'un débit en entrée tu peux déterminer le débit dans chaque branche et équilibrer les débits en rajoutant plus ou moins de pertes de charge à l'aide d'ajutages notamment ou bien en changeant de matériaux (rugosité), de diamètre, etc...

C'est absolument impossible ici : Les pertes de charges sont provoquées par le lit de drêches, qui n'ont jamais la même taille et la même répartition d'un brassage à un autre ; tout calcul est impossible.
Il n'est pas non plus possible de brider les branches du collecteur pour avoir une répartition homogène, car il faudrait brider très fortement, et ça se boucherai aussitôt.

Personnellement je ne me préoccupe pas de cette problématique : Je remet tout en suspension au rinçage et je filtre une seconde fois.

[invite8ef93f7f]

Bonjour,
Donc, si je comprends bien : par votre grille cuivre à alimentation centrale vous faites passer de l'eau ( sous quelle pression ? ) et vous souhaitez un écoulement régulier sur toute la surface .
. Ou alimenter la grille en plusieurs points , 4 par exemple .

du moût pouvant être assimilé à de l'eau, pas d'autre pression exercée que celle de la colonne de moût (30cmH2O décroissant au fur et a mesure que la cuve se vide)

je ne vois pas trop comment faire une manip à l'air libre, et multiplier les points de collecte compliquera le brassage , la cuve étant chauffée par le dessous, le fond doit rester accessible pour brasser la maische et homogénéiser la température dans la cuve

[invite8ef93f7f]

La favorisation des tuyaux centraux ne se fait que si le débit de tirage est élevé et que la perte de charges sur les tuyaux latéraux devient importante.
Mais il me semble que le filtrage à tendance à égaliser le débit sur toute la surface de dépôt de grains et particules.

si je comprends bien, le fait de brider le débit en sortie (ce qui est effectivement le cas) favorise la collecte sur toute la surface ? intéressant

[invite8ef93f7f]

Personnellement je ne me préoccupe pas de cette problématique : Je remet tout en suspension au rinçage et je filtre une seconde fois.

je rince également par lots pour le moment en remettant toute les drêches en suspension, mais j'envisage de passer en rincage continu pour essayer de gagner un peu de temps, actuellement 1h30 à 2 heures pour filtrer 45 litres de moût.

un rincage continu va tasser le lit de drêches et majorer l'effet des chemins préférentiels, d'ou ma question pour limiter cet effet, de là à dire qu'on ne peut rien y faire