MESURE DE DEBIT

1
MESURE DE DEBIT
Virgile Picard
Lionel Ribeiro

• Projet de Mécanique des Fluides 1A

22 Décembre 2006
2
De très nombreuses technologies permettent de
déterminer le débit dun fluide. Ces mesures sont
capitales dans le monde industriel afin de
pouvoir maîtriser et améliorer les procédés de
contrôle et de transport. Voici un aperçu de ces
méthodes.
3

• Organes déprimogènes la tuyère

• Sondes électromagnétiques le débitmètre à
  ultrasons

• Autres procédés de mesure - le débitmètre à
  flotteur
• - le tube de Pitot
• - mesures par traceurs

4. Analyse comparative des méthodes
4
1. Organes déprimogènes la tuyère
LEFFET VENTURI
Relation de continuité
Relation de Bernoulli
(conduite horizontale, pertes de charges
négligeables)
Dans la zone contractée de lécoulement, il
existe une dépression
5
1. Organes déprimogènes la tuyère
LA TUYERE
où
On accède ainsi au débit par mesure directe de
?P.
6
2. Sondes électromagnétiques le débitmètre à
ultrasons
PROPAGATION DONDES
Fluide au repos
Fluide à la vitesse v
et
(fluide sans particules pour éviter la dispersion)
7
2. Sondes électromagnétiques le débitmètre à
ultrasons
On obtient
Or, v²ltltc² doù
On accède ainsi au débit par mesure directe de ?T.
Il existe également dautres procédés à effet
électromagnétique sonde à effet Doppler et
débitmètre électromagnétique
8
3. Autres procédés de mesure
DEBITMETRE A FLOTTEUR
PFD à léquilibre
Le profil des vitesses est donc indépendant du
débit. Comme QSv, la section de passage du
fluide est imposé par le débit.
Section de passage du fluide
Le débit est relié à la position du flotteur dans
la paroi conique.
9
3. Autres procédés de mesure le débitmètre à
flotteur
Le rotamètre introduit une différence de pression
Comme pour les organes déprimogènes, on utilise
léquation de Bernoulli pour obtenir
On accède ainsi au débit par mesure directe de h.
10
3. Autres procédés de mesure le tube de Pitot
TUBE DE PITOT
Application directe de la loi de Bernoulli
Car pertes de charges et dénivellation
négligeables et vb0
Avec un manomètre, on mesure ?P et on détermine
ainsi la vitesse u.
On accède alors au débit à condition de connaître
le profil des vitesses.
11
3. Autres procédés de mesure mesures par
traceurs
MESURES PAR TRACEURS
Ce dernier type de mesure est le plus intuitif
il permet en effet de  voir  la vitesse du
fluide.
On accède au débit du fluide en mesurant la
vitesse du traceur.
12
Analyse comparative des méthodes
Et maintenant, lequel choisir?
13
4. Analyse comparative des méthodes Précision
PRECISION
Critère déterminant dans la recherche de la
qualité et dans le contrôle de procédé.
Les méthodes basées sur lélectromagnétisme sont
les celles qui ne nécessitent aucune hypothèse ou
approximation.
Pour la précision, on privilégie les sondes
électromagnétiques.
14
4. Analyse comparative des méthodes Rapidité
RAPIDITE
Critère déterminant dans le cas où il y a des
asservissements afin dajuster de manière plus
efficace la consigne.
Les méthodes basées sur lélectromagnétisme sont
les plus rapides car on ne mesure pas les
déplacements des particules de fluide mais
directement les vitesses.
Pour la rapidité, on privilégie les sondes
électromagnétiques.
15
4. Analyse comparative des méthodes Encombrement
ENCOMBREMENT
Critère déterminant dun point de vue pratique
afin dadapter le capteur au dispositif
industriel.
Les méthodes positionnées à lintérieur des
conduites (diaphragme, débitmètre à flotteur)
sont moins encombrantes que celles qui
nécessitent un dispositif complémentaire
(débitmètre à effet Doppler).
Pour lencombrement, on privilégie les méthodes
internes
16
4. Analyse comparative des méthodes Pertes de
charges
PERTES DE CHARGE
Critère déterminant pour la recherche de
rendement et léconomie dénergie.
Le principe des organes déprimogènes est fondé
sur la perturbation du fluide devant un obstacle,
donc sur des pertes de charges singulières. Les
dispositifs extérieurs à la conduite ne
perturbent pas lécoulement.
Pour les pertes de charge, on privilégie les
sondes électromagnétiques.
17
4. Analyse comparative des méthodes Nature du
fluide.
NATURE DU FLUIDE
Les débitmètres à ultrasons ne peuvent être
utilisés si le fluide est chargé de particule au
contraire de ceux à effet Doppler qui nécessitent
justement des particules pour quil y ait
réflexion.
Les débitmètres électromagnétiques ne sont
utilisables que pour des fluides chargés.
On doit donc choisir une méthode adaptée à la
nature du fluide
18
4. Tableau comparatif
19
Questions?