Débit négatif en pneumatique

[invitea68b5109]

Bonjour à tous ,

j'ai un problème , j'ai un circuit fermé pour tester l’étanchéité d'un distributeur composé en série de :

compresseur+débitmètre+distrib uteur+voyant(une pièce qui ferme le circuit en affichant une lumière )

j'active l'alimentation et j'attends la stabilisation du débitmètre normalement si il n'y a pas de fuite la valeur est de 0,3L/heure ( tres petit )

des fois je me retrouve avec des valeurs du genre - 1,6L/h une valeur négative , mon débitmètre donne des valeurs négatives pour un écoulement inverse au sens du flux de l'alimentation , impossible qu'il y'ai un flux inverse qui génère un débit négatif je me trompe ? (est ce un problème sur le débitmètre ? la valeur négative ne touche que certains distributeurs testés , les autres ont tous des valeurs positives )

Merci d'avance pour vos réponses
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Il faudrait beaucoup plus de détails pour imaginer d’où peut venir cette aberration.
Entre autres, le modèle du débitmètre. Est-il prévu de mesurer le débit dans les deux sens ?
Au revoir.

[invitea68b5109]

en fait j'avais deja testé le débitmètre seul si je souffle du bon coté ca donner un débit positif , normal, et quand je souffle de l'autre coté ca me donne un débit négatif , c'est un débitmètre de marque alicat surement à pression différentielle qui permet de detecter la fuite son débit max est de 7,5L/h , et normalement il y'a écrit dessus 4 bar mais j'ai appelé le constructeur il m'a dit qu'il pouvait tres bien travaillé a 8 bar , en tout cas mon schéma est simple

compresseur> débitmètre( sens positif de montage ) > distributeur > sortie a l'état repos >voyant qui ferme le circuit . ( certains distributeurs ont un débit positif , d'autres ont un débit négatif )

[invitea68b5109]

je parle bien sur du débit de fuite qui est tout le temps positif et de temps en temps négatif , c'est ce qui me turlupine ce sont les valeurs négatives comme si l'air retourne vers le compresseur

[A voir en vidéo sur Futura]

[SULREN]

Bonsoir,
On voit mal ce qui pourrait provoquer un débit négatif dans le circuit pneumatique qui est décrit.

Par contre, les débits négatifs peuvent exister dans les circuits pneumatiques mettant en œuvre des turbo machines (turbo soufflante, turbo ventilateur, turbo compresseur). C’est le phénomène de pompage.
Cela se produit en général aux faibles débits, où quand la machine est mal adaptée au circuit. Il se produit alors une variation périodique d’échange d’énergie entre la turbo-machine et le circuit : on peut dire très schématiquement que pour une raison fortuite la pression que peut fournir la machine devient inférieure à celle qu’elle lui a conférée l’instant auparavant ; il s’établit alors un retour du fluide vers la machine, qui a pour conséquence une baisse de pression dans le circuit que la machine peut alors recommencer à alimenter…..et ainsi de suite.
Le phénomène de pompage est redoutable car, en plus de ses effets sonores très désagréables (sifflement violent), il se produit des oscillations de pression qui peuvent détériorer le circuit et la machine elle-même. Je l’ai vécu une fois, il y a fort longtemps, sur un turbo compresseur dont le dernier étage tournait à 20 000 tr/mn mais je ne l’ai pas oublié, tant j’ai cru que tout allait exploser.
Cela ne correspond pas à ce qui est décrit ici dans le post d’ouverture.

On a aussi des débits négatifs accidentels dans les circuits hydrauliques : cas des coups de bélier par exemple.

[invitea68b5109]

donc si je comprends bien si on délivre une pression de 8 bar et que en aval du débitmètre j'ai 8,1 bar , l'air peut faire un retour vers le turbocompresseur c ca ?

Le problème c'est que ca n'arrive qu'a certains distributeurs , la plupart ont des débits de fuite positifs , je pense beaucoup a un effet venturi qui pourrait se produire lorsque l'air circule dans le distributeur et qui peut etre il y'a une aspiration d'air ambiant provenant d'un décalage entre orifice qui donne lieu a une petite striction qui aspire l'air , je ne sais pas si l'air aspiré a faible débit augmentera la pression en aval du débitmètre


et la pression est alors sensiblement plus grande que celle donnée par le compresseur , puisque le débitmètre est entre le distributeur et le compresseur cela donne un débit négatif

en tout cas les valeurs sont de -1,6L/h et se produisent après le coup de bélier du au remplissage du circuit , on attend que la valeur se stabilise sur le débitmètre et on sanctionne grace a un automate mais le problème c qu'on a pas programmé l'automate pour des valeurs négatives il les considères comme OK

[SULREN]

Bonjour,

A la question :

donc si je comprends bien si on délivre une pression de 8 bar et que en aval du débitmètre j'ai 8,1 bar , l'air peut faire un retour vers le turbocompresseur c ca ?

Je répondrai « oui », si le compresseur est un turbo compresseur, c’est-à-dire une machine qui comprime l’air non pas au moyen d’un système de pistons-clapets, mais d’une turbine (qui peut être centrifuge, hélicoïde, hélico-centrifuge, transversale).
Ces machines sont utilisées en général pour produire des débits importants. Comme vous parlez par ailleurs d’une pression de refoulement de 8 bars, on peut penser qu’il s’agit d’une installation de forte puissance. C’est un peu contradictoire avec les valeurs de micro-débits dont vous faites état : "1,6 l/h", c’est microbique pour le commun des mortels de bricoleurs. Certes il s’agit de mesurer des débits de fuite, mais tout de même.

je pense beaucoup a un effet venturi qui pourrait se produire lorsque l'air circule dans le distributeur et qui peut etre il y'a une aspiration d'air ambiant provenant d'un décalage entre orifice qui donne lieu a une petite striction qui aspire l'air , je ne sais pas si l'air aspiré a faible débit augmentera la pression en aval du débitmètre.

Une injection d’air extérieur dans le circuit par aspiration venturi ne peut pas être exclue, mais à ma connaissance (et je peux me tromper) elle ne peut pas augmenter la pression du circuit. Elle ne peut que la diminuer. Par contre elle augmenterait bien sûr le volume massique global circulant.

en tout cas les valeurs sont de -1,6L/h et se produisent après le coup de bélier du au remplissage du circuit.

Les coups de béliers sont nettement plus nets en hydraulique qu’en pneumatique, mais on ne peut pas exclure en pneumatique une onde de pression en retour, due à des effets dynamiques (coup de bélier) ou à une simple dilatation de la masse d’air envoyée sur des parois plus chaudes qu'elle au moment du remplissage du circuit.

Une description plus précise de l’installation et de ses constituants permettrait de mieux comprendre ce qui se passe. C’est nécessaire aussi en ce qui concerne le débitmètre, comme l’a dit LPFR, afin d’identifier quelle perturbation pourrait le conduire à afficher un faux débit négatif.

Problème intéressant en tous cas!

[invitea68b5109]

merci pour la réponse
il faudrait que tu saches que quands je parle de débit de fuite de 1,6L/h c un débit lorsque le circuit est fermé ,

en fait pour que je te détaille la problématique , il s'agit d'un banc de contrôle pour tester l'étanchéité de petits distributeurs 4/2 , ses distributeurs sont petits et sont conçu pour de petits vérins des orifices de 2,7mm² , distributeur ayant 2 orifices de sorties (repos et travail) , 1 pour l'alimentation et 1 autre pour l'échappement

alors chaque distributeur est testé a part le circuit de test est composé successivement :
d'un flexible en amont qui ramène la haute pression 12 bar
d'une vanne de régulation de pression
débitmètre de fuite ( a pression différentielle ) débit max de 7,6L/h
flexible sortant du débitmètre relié au distributeur (alimentation)
flexible sortant du distributeur et allant vers une petite chambre à voyant ou le gaz ne peut plus s'échapper


mon circuit est donc fermé au repos et mon débitmètre numérique m'indique le débit en L/h au début dés l'activation de la vanne ca me donne un débit de 7,680 puis ca descend ce qui est normal le circuit est fermé , ca descend jusqu'a 2L/h pouis 1L/h enfin 0,4L/h ( cette dernière valeur s'affiche apres 3 secondes lors de l'enclenchement de la haute pression

le problème je tombe sur des distributeurs ayant une fuite négative un débit négatif -1,6L/H , donc justement je me suis dis que peut etre qu'il y'a pompage du a une augmentation de pression qui se produit apres le débitmètre du a l'effet venturi qui augmente le volume du gaz dans le circuit en aval du débitmètre et qui par conséquent augmente la pression ,( je pense que plus on augmente le volume d'air dans une partie d'un circuit fermé et plus la pression augmente c trivial je pense ) , cet effet de venturi se situe peut etre au niveau du distributeur qui aspire l'air et qui est responsable du -1,6L/h

[SULREN]

Bonsoir,
Ce qui suit n’est que mon avis, c’est-à-dire l’avis de quelqu’un qui a une bonne formation technique mais qui peut néanmoins se tromper.

-1) Il faut abandonner l’idée d’une aspiration d’air par effet venturi dans le distributeur, qui ferait entrer de l’air extérieur dans le circuit et le renverrait vers le compresseur. Si c’était le cas on aurait inventé l’énergie gratuite. L’aspiration par effet venturi est possible et elle existe, mais elle consomme de l’énergie sous la forme d’un débit d’air ou de liquide qu’on lui fournit. Or dans le cas présent elle ne consommerait rien et au contraire fournirait de l’air comprimé.

-2) Tu ne donnes pas de précision sur le moment où le débit négatif apparait et sur la durée pendant laquelle il est constaté.
Je suppose que juste après l’activation de la vanne le débitmètre est « au taquet » à 7,680 L/h, puis descend à 2L/h , puis à 1L/h , puis au lieu de se stabiliser à 0,4L/h comme dans le cas des distributeurs « normaux », le débit devient négatif à -1,6 L/h dans le cas des distributeurs « anormaux ».

Mais ce débit négatif ne peut être que temporaire, il redevient forcément positif à un moment ou à un autre. Est-ce ce que tu observes ?

Ce débit négatif temporaire peut s’expliquer par une instabilité du détendeur 12 bars / 8 bars (elle-même pouvant résulter d’un 12 bars fluctuant).
Par exemple, le détendeur délivre 8 bars au moment de l’activation de la vanne, et le circuit en aval du débitmètre se gonfle progressivement jusqu’à 8 bars.
Mais le détendeur se met à délivrer du 7,9 bars et à partir de cet instant le circuit en aval du débitmètre se dégonfle progressivement de 8 bars jusqu’à 7,9 bars, en renvoyant de l’air vers le détendeur, et en traversant le débitmètre à l’envers. Mais cela ne peut pas durer longtemps, car même si le détendeur reste à 7,9 bars, la fuite qui existe inévitablement dans le distributeur refera chuter la pression en dessous de 7,9 bars en aval du débitmètre et on retrouvera un débit positif autour de 0,4 L/h, qui est la fuite normale d’un distributeur.

Il suffit d’attendre. Ton seul problème est donc que l’automate ne sait pas lire les débits négatifs, ce qui le conduit à une erreur de diagnostic.
Je vois trois solutions à ce problème, mais n’en parlons pas tant que l’apparition et la durée du débit négatif ne sont pas précisées.

[SULREN]

Bonjour,
Autre élément à prendre en considération.
D’aprèsGogol le débitmètre Alicat :
- Effectue une mesure de pression différentielle sur un élément déprimogène à flux laminaire
- La perte de charge max est de 25 mbar
- Son débit max est de 7,5 L/h
Il semble donc que l’élément déprimogène soit un tube très fin, style capillaire.

Au début du remplissage du circuit la détente de l’air à travers cet élément se fait de 8 bars vers la pression atmosphérique. Cela refroidit l’air détendu si je ne me trompe pas.
Cet air se réchauffe ensuite au contact des parois et se dilate (je l’ai déjà signalé dans un post précédent).
Tant que l’équilibre thermique n’est pas atteint des fluctuations parasites de la pression de l'air peuvent donc se produire, à cause des fluctuations de sa température, et perturber le sens de l’écoulement dans le circuit.

[invitea68b5109]

pour le débit négatif , ca commence a 7,6 puis ca part direct vers 0 puis -0,5L/h puis -1,6L/h , (la transition se fait en 2 secondes ) sur certains distributeurs, et cela reste permanent genre 20 secondes avec un débit négatif si j'éteins l'automate pour observer le débit au repos

Pour l'effet venturi , je soupçonne un problème d'entraxe entre 2 orifices du distributeurs séparé par une membrane trouée
le distributeur est assemblé (pièce1+membrane+pièce2) le problème c le décalage entre l'orifice de la pièce 1 et de la pièce 2 qui crée une STRICTION , cette striction de surface provoque une dépression au niveau de la membrane joignant les 2 pièces qui crée une aspiration lors du remplissage, cette aspiration se produit des le remplissage du circuit, juste après, le flux commence a faire un retour vers le détendeur , ce retour reste en continu car au fur et a mesure que l'air retourne vers le détendeur il y'a une aspiration de la membrane de l'air extérieur car l'air commence a circuler dans l'autre sens, et donc plus l'air circule dans l'autre sens et donc il y'a aspiration de l'air en continue et c'est ce qui crée -1,6L/h en continu (ce n'est qu'une supposition bien sur )

[invitea68b5109]

ah donc lors du remplissage de l'air a l'intérieur du circuit il est possible que l'air en question chauffe en contact des parois et donc que sa pression augmente et par conséquent il y'a un reflux de l'air vers le compresseur c 'est ca ? ,( mais je pense que dès fois ce sont les pertes de charges du circuit qui pouvaient chauffer l'air qui y circule )

Le problème qu'il faut prendre en considération c'est que j'ai 10 distributeurs , et que le débit négatif ne s'affiche que sur 1 entre les 10 .

[SULREN]

Bonjour,
Il est difficile de se prononcer sans avoir le montage sous les yeux et sans faire soi-même les manipulations.

Si le débit négatif est transitoire (inférieur à 20 sec), on peut l'imputer, comme je l'ai supposé précédemment, à des instabilités du détendeur ou à des phénomènes de stabilisation thermique.
S'il est permanent, il est du à une cause structurelle et comme seul un distributeur le provoque, ce distributeur en est la cause première.
Je me répète et cela n'engage que moi: il n'est pas possible que le distributeur se comporte comme une pompe qui injecte de l'air extérieur dans le circuit sous pression.

Il y a encore une piste à explorer:
Supposons que la fuite de ce distributeur suspect ne soit pas un flux continu mais un flux vibratoire: l'air s'en échappe en oscillant comme d'une flûte ou d'un tuyau d'orgue. Si on n'entend pas cette vibration c'est que sa fréquence est supérieure à 16 ou 20 KHz (les membranes se comportent comme un sifflet à ultrasons).
Il est possible que cette vibration qui se répercute jusqu'au débitmètre perturbe le fonctionnement de ce dernier (par des effets non linéaires) et que celui ci indique du négatif alors qu'on a du positif....mais oscillatoire.
Le moyen de le vérifier consiste à enfermer le distributeur suspect dans un sac plastique dont l'embouchure est bien fermée autour du flexible.
Si le sac se dégonfle, c'est que le distributeur aspire l'air extérieur comme tu le supposes.
Si le sac se gonfle lentement sous l'effet de la fuite, c'est que cette dernière est bien positive, mais que le débitmètre la voit négative à cause d'un phénomène perturbateur (qui peut être une oscillation de la pression).

[invitea68b5109]

oui j'ai eu l'idée de faire le test pour savoir si réellement il y'a de l'aspiration ou si il y'a une fuite , demain j'essayerai avec un truc beaucoup plus fiable que le sachet , c le truc liquide en mousse qui détecte les fuites, si il n'ya aucun flux d'air qui sort , et que la mousse s'est aspirée a travers une membrane c qu'il y'a aspiration , sinon généralement et c'est ce qui se passe , la mousse commence a produire des bulles dues aux fuites

donc je ferai l'expérience demain , et je te tiendrai au courant , si jamais je détecte une fuite réelle et que le débit est négatif comment s'assurer que c réellement du aux ultrasons ?

[SULREN]

Re
J'ai proposé de visualiser la fuite par un sachet plutôt que par de "l'eau savonneuse", ordinaire ou industrielle, pour éviter de dégrader un appareil peut-être destiné à la vente.
Vérifions d'abord si on a bien un débit positif, vu comme négatif par le débitmètre. Ensuite on recherchera les facteurs qui peuvent perturber le fonctionnement de ce dernier, et le moyen de les mettre en évidence.

[invitea68b5109]

Bonsoir SULREN ,

Merci pour tes réponses et ton suivi le long du topic ,

On a trouvé la cause qui génère le débit négatif , en fait c'était très simple , mais en parallèle et grâce à tes explications on a pu maîtriser le processus avec des tests , et pour les autres explications sur le retour du flux pour un turbocompresseur , sur le truc des perturbations sonores ....

en tout cas pour te répondre , j'ai découvert une fuite en amont du débit mètre au niveau de son raccord d'entrée , une mini fuite a été détectée que par de l'eau savonneuse , c'est cette fuite qui génère le débit négatif

lorsque cette mini fuite est plus grande que la fuite du distributeur contrôlé , il y'a reflux de l'air vers cette entrée
lorsque cette mini fuite est plus petite que la fuite du distributeur contrôlé , il y'a un débit positif

on a appliqué une colle pour assurer l’étanchéité , on ne remarque plus de débit négatif , il n'ya que du positif

merci beaucoup , au revoir