• Document: 1 - DEBITMETRE A ORGANE DEPRIMOGENE
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1 - DEBITMETRE A ORGANE DEPRIMOGENE Il s’agit de créer au sein de la canalisation une restriction localisée de la section (ou constriction) qui engendrera une différence de pression statique dont la mesure nous permettra d’en déduire le débit. Les débitmètres à pression différentielle sont les plus anciens appareils de mesure de débit. Ils étaient en effet mis en œuvre de façon empirique pour la facturation de l’eau distribuée par les aqueducs romains. Les premières études scientifiques furent réalisées au début du 17ème siècle par Castelli et Torricelli puis par Bernoulli en 1738 qui établit sa célèbre équation de conservation de l’énergie. Dans l’industrie les premiers dispositifs standardisés tels que les plaques à orifice apparurent au début du 20eme siècle dans l’industrie du pétrole aux Etats-Unis. Les premières tuyères apparurent en Allemagne vers 1930. Il existe trois types d’organe déprimogène : les diaphragmes, les Venturi et les tuyères. Nous étudierons plus particulièrement ici les diaphragmes sachant que leur étude permet de comprendre aisément les deux autres types. 11 - LE DIAPHRAGME 111 - PRINCIPE Un diaphragme est une plaque rigide de faible épaisseur et percée d’un orifice. Cette plaque s’introduit dans la canalisation perpendiculairement au sens d’écoulement. Le liquide dont le débit est constant voit obligatoirement sa vitesse augmenter au passage de l’orifice. Dans le même temps on observe une variation opposée de la pression, c'est-à-dire une chute de la pression statique au niveau de l’orifice. Des prises de pression installées de part et d’autre du diaphragme permettent la mesure de la différence de pression statique. Cette mesure permet d’en déduire directement le débit volumique instantanée. Il est à noter que cette chute de pression localisée au niveau du diaphragme n’est pas une perte d’énergie (perte de charge) mais un transfert d’énergie « de pression » en énergie « de vitesse ». Doc. Techniques de l’ingénieur « mesures et contrôles » Il existe en outre une perte de charge engendrée par le diaphragme. Sur le schéma, la différence de pression entre les points 1et 2, P1-P2 , nous permet de mesurer le débit et celle entre les points 1et 3, P1-P3 , correspond à la perte de charge engendrée par l’appareil. Ludovic JEZEQUEL     BTS Chimiste – Lycée Coeffin – Baie Mahault  Page 0  112 - THEORIE On simplifie les calculs en supposant négligeable la perte d’énergie par frottement (perte de charge), en se plaçant dans le cas d’un fluide en écoulement incompressible, et dans le cas d’une canalisation horizontale. Il est important de rappeler que la pression peut être considérée comme une énergie volumique. En effet une analyse dimensionnelle rapide montre que l’unité de pression, le Pascal est équivalent à l’unité Joule par mètre cube. Pa ≡ J/m3 L’équation de Bernoulli exprime la conservation de l’énergie volumique totale, ou pression totale. La pression totale Pt se décompose en trois termes , la pression interne P, la pression de pesanteur ρgz et la pression cinétique ½ ρum2 , où um est la vitesse moyenne du fluide. Entre le point A et le point B, l’énergie totale se conserve (perte par frottement négligeable), on peut donc écrire : Pt A = Pt B Soit PA + ρgzA + ½ ρ umA2 = PB + ρgzB +

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