Robinets de régulation

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1 Robinets de régulation
Cours #1, session A-2010 © Guy Gauthier ing. Ph.D.

2 Un survol de la mécanique des fluides
Équation/Loi de Bernoulli Un survol de la mécanique des fluides Cours #1 - GPA668

3 Équation de Bernoulli (1738)
Aspect énergétique dans une ligne de fluide L’énergie dans une ligne de fluide reste constante. Chaque terme est une hauteur manométrique Cours #1 - GPA668

4 Équation de Bernoulli Hypothèses: La viscosité est nulle;
Les pertes de charge sont nulles; Le fluide est incompressible. Cours #1 - GPA668

5 Exemple d’application de l’équation de Bernoulli
Réservoir qui se vide par gravité: L’énergie en 1 est égale à celle en 2 Cours #1 - GPA668

6 Exemple Selon Bernoulli: p1 = 1 atm. p2 = 1 atm. v1 = 0 m/s
Cours #1 - GPA668

7 Formule de Torricelli (1644)
Exemple Ce qui mène à: Donc: Et: Formule de Torricelli (1644) Cours #1 - GPA668

8 Exemple Dans le réservoir: Ce qui mène à: Ressemble à:
Car le réservoir se vide Cours #1 - GPA668

9 Exemple Dans le réservoir: Ce qui mène à: Ressemble à:
Car le réservoir se vide Cours #1 - GPA668

10 La viscosité n’est pas nulle
Un fluide réel possède une certaine viscosité. En Centipoises ou en milli-Pascal secondes Source: Celle de l’eau (à 20°C): cPo Cours #1 - GPA668

11 Les pertes de charges ne sont pas nulles
Il y a une perte d’énergie due au frottement du fluide sur la conduite. Cette perte dépend du débit du fluide; Du matériau utilisé pour la conduite; De la taille de la conduite; De la viscosité du liquide. Source: Image: hickerphoto.com Source de l’image: Cours #1 - GPA668

12 Pertes de charges Il existe des tableaux: Cours #1 - GPA668 Tiré de:
Glover, Thomas J., POCKET REF, Sequoia Publishing, 1997 Cours #1 - GPA668

13 Pertes de charges Il existe des tableaux: Cours #1 - GPA668
Tiré de: engineeringtoolbox.com Cours #1 - GPA668

14 Pertes de charges Il existe des tableaux: Cours #1 - GPA668

15 Pertes de charges Il existe de nombreuses équations:
Exemple, l’équation de Hazen-William: C : constante de rugosité de Hazen-Williams; Q : débit volumique en GPM; d : diamètre intérieur de la conduite en pouces; Hfriction : hauteur manométrique correspondant à la perte de charge d’une conduite ayant une longueur de 100 pieds. Cours #1 - GPA668

16 Terme de la perte de charge
Pertes de charges Effet sur l’équation de Bernoulli: Terme de la perte de charge Énergie au point 1 Énergie au point 2 Pertes Cours #1 - GPA668

17 Turbulent or not turbulent, that is the question ?
RégimeS d’écoulement Cours #1 - GPA668

18 En dynamique des fluides…
… il existe deux classes de fluide: Le fluide parfait: Fluide n'offrant pas de résistance à l'écoulement, i.e., ayant une viscosité nulle. Le fluide réel: Fluide visqueux présentant une résistance à l'écoulement. Cours #1 - GPA668

19 Caractéristiques (à 70°F)
Cours #1 - GPA668

20 Nombre de Reynolds Permet de connaître le comportement de l'écoulement d'un liquide. Sans dimension et se calcule comme suit: Cours #1 - GPA668

21 Nombre de Reynolds (métrique)
 = Vitesse du liquide du liquide (m/s)  = Densité du liquide (kg/m3) D = Diamètre interne du conduit (m)  = viscosité du liquide (en Pa.s) Cours #1 - GPA668

22 Nombre de Reynolds (impérial)
Q = Débit du liquide (en GPM - U.S.) Gt = Poids spécifique du liquide D = Diamètre interne du conduit (pouces)  = viscosité du liquide (en centipoises) Cours #1 - GPA668

23 ÉCOULEMENT LAMINAIRE Si Re < 2100.
Les filets de liquides sont rectilignes. Cours #1 - GPA668

24 ÉCOULEMENT TURBULENT Si Re > 4000.
Déplacement du liquide en tourbillonnant + Re est grand, + le fluide est parfait. Cours #1 - GPA668

25 EXEMPLES de calculs EAU ( = 1000 kg/m3,  = 10-3 Pa·s)
Vitesse de 0.01 m/s et conduite de 0.1 m: Vitesse de 0.1 m/s et conduite de 0.1 m: Cours #1 - GPA668

26 Retour À l’équation de Bernoulli
Cas des fluides compressibles Retour À l’équation de Bernoulli Cours #1 - GPA668

27 Certains fluides sont compressibles
Les gaz sont des fluides compressibles. Avec γ le rapport des capacités calorifiques du fluide donné par: 1.67 pour gaz monoatomique 1.40 pour gaz diatomique Cours #1 - GPA668

28 Tableau de Cp et Cv pour divers gaz
Cp J/kg/k Cv J/kg/k Air 1005 718 O2 917 653 N2 1038 741 Vapeur d’eau 1867 1406 He 5234 3140 Ne 1030 618 Propane (C3H8) 1692 1507 Cp/Cv : Chaleur massique – quantité d’énergie pour élever 1 kg de matière de 1 kelvin. À pression constante À volume constant Cours #1 - GPA668

29 Ajout d’énergie  pompe
Cours #1 - GPA668

30 Ajout d’énergie  pompe
Énergie au point 1 Pompe Énergie au point 2 Pertes Cours #1 - GPA668

31 Relation débit-pression (hauteur manométrique)
Une pompe possède une relation débit pression: Cours #1 - GPA668

32 Exemple #1 2 1 Pompe Cours #1 - GPA668

33 Conduites de 3 pouces « Schedule 40 »
Exemple #2 Valve Pompe Conduites de 3 pouces « Schedule 40 » (10.85 pi/s à 250 GPM) La pression de 47 psig doit être maintenue quelque soit le débit entre 50 et 250 GPM Cours #1 - GPA668

34 Exemple #2 Valve 2 3 4 1 Pompe Cours #1 - GPA668

35 Exemple #2 Valve 2 3 4 1 Pompe 47 (p2-Dp) Cours #1 - GPA668

36 Exemple #2 Valve 2 3 4 1 Pompe Cours #1 - GPA668

37 Poids spécifique de l’eau : 62.4 lb/pi3
Exemple #2 Valve 2 3 4 1 Pompe Poids spécifique de l’eau : 62.4 lb/pi3 Cours #1 - GPA668

38 Exemple #2 Valve Pompe À 50 GPM À 250 GPM 2 3 4 1
Il y a 225 pieds de conduite et hfriction est la perte de charge par 100 pieds de conduite. À 50 GPM À 250 GPM Cours #1 - GPA668

39 Exemple #2 Valve 2 3 4 1 Pompe À 50 GPM Cours #1 - GPA668

40 Exemple #2 Valve 2 3 4 1 Pompe À 50 GPM Cours #1 - GPA668

41 Exemple #2 Valve 2 3 4 1 Pompe À 250 GPM Cours #1 - GPA668

42 Exemple #2 Valve 2 3 4 1 Pompe À 250 GPM Cours #1 - GPA668

43 Bilan À 50 GPM La valve doit faire chuter la pression de psi. À 250 GPM La valve doit faire chuter la pression de psi. Cours #1 - GPA668

44 Robinets de régulation
Quelques définitions… Robinets de régulation Cours #1 - GPA668

45 Définitions Commençons avec une conduite sur laquelle nous insérons une valve… Cours #1 - GPA668

46 Définitions Le corps de valve comporte deux cavités… Cours #1 - GPA668

47 Définitions La forme de la soupape définit la caractéristique de la valve. Cours #1 - GPA668

48 Définitions La tige de manœuvre commande la position de la soupape.
Cours #1 - GPA668

49 Définitions Cours #1 - GPA668

50 Cours #1 - GPA668

51 Caractéristique commande/ouverture
Actionneur à effet direct / à effet inverse Soupape à effet direct / à effet inverse Cours #1 - GPA668

52 Actionneur à effet direct / à effet inverse
Cours #1 - GPA668

53 Actionneur à effet direct / à effet inverse
Cours #1 - GPA668

54 Soupape à effet direct / à effet inverse et l’effet du débit
Cours #1 - GPA668

55 Bilan Cours #1 - GPA668

56 Actionneur électrique
Cours #1 - GPA668

57 Les équipements auxiliaires
Volant de commande manuelle Cours #1 - GPA668

58 Caractéristiques d’une valve
Relation position/débit Débit Position Cours #1 - GPA668

59 ANSI/ISA (IEC ) Dimensionnement d’une valve - d’où viennent les équations ? - Comment les utiliser ? Cours #1 - GPA668

60 Conduite rectiligne – fluide parfait
Pression statique Accélération de la pesanteur Cours #1 - GPA668

61 Restriction idéale – fluide parfait
Loi de Bernoulli: Mène à: Cours #1 - GPA668

62 Restriction idéale – fluide parfait
Conservation de masse: Mène à: Cours #1 - GPA668

63 Restriction idéale – fluide parfait
Puisque: Donc: Et: Cours #1 - GPA668

64 Restriction idéale – fluide parfait
Le débit est: Ce débit idéal est théorique: Hypothèses de la loi de Bernoulli… Cours #1 - GPA668

65 Restriction idéale – fluide réel
Il faut prendre en compte la perte de charge. Cours #1 - GPA668

66 Restriction idéale – fluide réel
Il faut prendre en compte la perte de charge. Ajout du coefficient de décharge C1. Cours #1 - GPA668

67 Restriction idéale – fluide réel
Posant: On écrit finalement: Cours #1 - GPA668

68 Restriction réelle – fluide réel
La restriction n’est plus idéale. Cours #1 - GPA668

69 Restriction réelle – fluide réel
La restriction n’est plus idéale. vc La veine de fluide atteint sa surface minimale au vena contracta. Cours #1 - GPA668

70 Restriction réelle – fluide réel
Ainsi: Définissons: Et le coefficient de contraction: vc Cours #1 - GPA668

71 Restriction réelle – fluide réel
Donc: Définissons le facteur de récupération de pression: vc Cours #1 - GPA668

72 Restriction réelle – fluide réel
Ce qui mène à cette équation: Mais, le débit Q est en pouces cubes par seconde. vc Cours #1 - GPA668

73 Restriction réelle – fluide réel
Si le débit est en gallons US par minute (GPM): vc Coefficient de valve Densité relative Pression en psia Cours #1 - GPA668

74 Définitions Masse volumique: Masse par unité de volume
Ex.: kilogramme/mètre cube; Poids spécifique: Poids par unité de volume Ex.: Newton/mètre cube; Ex.: livre/pied cube; Cours #1 - GPA668

75 Définitions Densité (relative):
Rapport de la masse volumique du fluide à celle de l’eau à 4°C (ou 39°F). 1000 kg/m3 ou 62.4 lb/pi3. Volume spécifique: Volume par unité de masse Inverse de la masse volumique. Ex.: mètre cube/kilogramme. Cours #1 - GPA668

76 Revenons aux robinets de réglage
Équation (applicable au régime turbulent): Le coefficient de valve CV dépend (entre autres) de la taille de l’orifice de la valve. Cours #1 - GPA668

77 Introduction d’un coefficient adimensionnel
Pour simplifier l’analyse, un terme adimensionnel est introduit. Il est identifié Cd et est défini comme suit: Grosseur de la valve Cours #1 - GPA668

78 Cd Cours #1 - GPA668

79 Exemple de design (1er essai)
Supposons que l’on nous demande de choisir la dimension d’une valve qui sera soumise à la situation suivante: Liquide: eau de rivière (G=1) Débit maximal: 1600 GPM Conduite: 8 po. « schedule 30 » Pression en amont : 27.9 psig (ou 42.6 psia) Pression en aval : 20 psig (ou 34.7 psia) Cours #1 - GPA668

80 Exemple de design (1er essai)
Il faut sélectionner une valve. Le CV requis est donc: Cours #1 - GPA668

81 Exemple de design (1er essai)
Si le choix du type de valve se porte sur une valve papillon ayant un CD de 17, cela implique que: La dimension valable est de 6 pouces. Il semble donc que la valve de 6 pouces fasse l’affaire. Cours #1 - GPA668

82 Cours #1 - GPA668

83 Mais… … la conduite est de 8 pouces.
Cela implique l’ajout de raccords pour adapter la valve de 6 pouces au conduit de 8 pouces. L’ajout de ces raccords doit être pris en compte dans le calcul. Cours #1 - GPA668

84 Raccord amont Deux pertes doivent être calculées. Cours #1 - GPA668

85 Raccord amont Une perte et un gain doivent être calculées.
Cours #1 - GPA668

86 Facteur géométrique FP
Pour prendre en compte les raccords et leurs pertes, on doit calculer le facteur géométrique FP qui est définit comme suit: Bilan: on ne cherche pas le CV requis, mais le FPCV requis… Cours #1 - GPA668

87 Retour sur l’exemple On avait obtenu un CV requis de (ce qui donnait une valve de 6 pouces). En fait, c’était le FPCV requis qui est de Puisque la valve est d’un diamètre inférieure à la conduite alors FP est inférieur à 1. Cours #1 - GPA668

88 Retour sur l’exemple Calculons le FPCV de la valve de 6 pouces:
1) pertes Cours #1 - GPA668

89 Retour sur l’exemple Calculons le FPCV de la valve de 6 pouces: 2) FP
3) CV d’une valve de 6 pouces Cours #1 - GPA668

90 Retour sur l’exemple Calculons le FPCV de la valve de 6 pouces:
4) FPCV d’une valve de 6 pouces 5) Comparez avec Cours #1 - GPA668

91 Bilan Si FPCV valve choisie < FPCV requis
Choisir une valve plus grosse et revérifier… Si FPCV valve choisie > FPCV requis La valve choisie fait l’affaire. Donc, la valve de 6 pouces semble un bon choix. Cours #1 - GPA668

92 Plage d’opération vs plage totale
Essayer de faire en sorte que le CV soit entre 10 et 75 à 85 % du CV maximum de la valve. Ici, le FPCV à 1600 GPM est de ce qui correspond à environ 97 % du FPCV maximum. Cours #1 - GPA668

93 Solution Choisir la valve de la taille au dessus.
C’est 8 pouces, ce qui donne FP=1, car la valve à la même dimension que la conduite. Puis: Ce qui donne à 1600 GPM un CV de 52.3% du CV maximal de la valve. Si cela ne convient pas, changer le type de valve… Cours #1 - GPA668

94 Quand le liquide est visqueux…
Écoulement laminaire Cours #1 - GPA668

95 Quand l’écoulement n’est pas turbulent
Ce qui se produit quand: L’écoulement est lent. Le liquide est très visqueux. Dans ce cas, l’équation ne tient plus... Cours #1 - GPA668

96 Pour déterminer le régime d’écoulement
Il faudrait évaluer une équation plutôt complexe: Pour simplifier la tâche, on peut simplement déterminer le coefficient de Reynolds FR. Cours #1 - GPA668

97 Coefficient de correction FR
Cours #1 - GPA668

98 Calcul du coefficient FR
Selon la situation choisir l’une des équations suivantes: L’inconnue est le CV L’inconnue est la chute de pression L’inconnue est le débit Cours #1 - GPA668

99 Si FR est supérieur ou égal à 1 Si FR est inférieur ou égal à 0.5
À quoi correspond le FR ? Selon la valeur de FR nous aurons différents régimes d’écoulement: Si FR est supérieur ou égal à 1 L’écoulement est turbulent Si FR est inférieur ou égal à 0.5 L’écoulement est laminaire Si FR est entre 0.5 et 1 L’écoulement est transitionnel Cours #1 - GPA668

100 Équation applicable au cas laminaire
Elle s’écrit: Le coefficient FS dépend du type de valve et est tabulé… Viscosité statique Coefficient FS Cours #1 - GPA668

101 FS Cd Cours #1 - GPA668

102 Comment obtenir FR ? Il faut évaluer les deux équations suivantes:
Équation pour l’écoulement turbulent Équation pour l’écoulement laminaire Cours #1 - GPA668

103 Puis calculer FR avec l’une des 3 équations suivantes
Selon l’inconnue à trouver: L’inconnue est le CV L’inconnue est la chute de pression L’inconnue est le débit Cours #1 - GPA668

104 Exemple de dimensionnement d’une valve avec un liquide visqueux
Soit la situation suivante: Liquide très visqueux Viscosité : 106 cP Débit maximal : 90 GPM Conduite : 10 po. « schedule 40 » Pression en amont : 50 psia Pression en aval : 40 psia Densité relative : 1.10 Cours #1 - GPA668

105 Exemple de dimensionnement
Nous devons dimensionner une « ball valve » avec un FS de 1.3 et un CD de 30. L’inconnue à trouver est CV qui est nécessaire pour obtenir le diamètre de la valve d. Cours #1 - GPA668

106 Étape 1: Évaluer les CV en écoulement turbulent et laminaire
Calculons: Équation pour l’écoulement turbulent CVT = 29.85 Équation pour l’écoulement laminaire CVS = Cours #1 - GPA668

107 Étape 2: Évaluer le coefficient FR et le régime d’écoulement
L’inconnue, c’est CV : On calcule FR comme suit: CVT = 29.85 CVS = FR = -4.23 Écoulement laminaire Cours #1 - GPA668

108 Étape 3: Évaluer le diamètre de la valve
Puisque l’écoulement est laminaire, le CV requis est de 2389. Ce qui donne: On doit prendre une valve de 10 pouces. Cours #1 - GPA668

109 Bilan Comme le diamètre de la valve est le même que le diamètre de la conduite, le calcul se termine ici. % d’ouverture à 90 GPM : 2389, c’est 79.6 % de 3000. Cours #1 - GPA668

110 Exemple d’évaluation du débit dans une conduite avec une valve
Soit la situation suivante: « Ball valve » de 2 po. Cv = 100 ; FS = 1.25. Liquide visqueux Viscosité : 2000 cP Pression en amont : 74 psia Pression en aval : 62 psia Densité relative : 1.10 Cours #1 - GPA668

111 Étape 1: Évaluer les débits en écoulement turbulent et laminaire
Calculons: Équation pour l’écoulement turbulent qT = GPM Équation pour l’écoulement laminaire qS = GPM Cours #1 - GPA668

112 Étape 2: Évaluer le coefficient FR et le régime d’écoulement
L’inconnue, c’est le débit: On calcule FR comme suit: qT = GPM qS = GPM FR = 0.67 Écoulement transitionnel Cours #1 - GPA668

113 Étape 3: Évaluer le débit
Puisque l’écoulement est transitionnel, il faut évaluer le débit avec cette équation: Cours #1 - GPA668

114 Cas ou le fluide est un gaz
Lorsque le fluide est compressible… terresacree.org/gaznaturelanglais.htm Cas ou le fluide est un gaz Cours #1 - GPA668

115 Vapeur et gaz dans une valve
Les liquides sont incompressibles. Mais, les gaz et la vapeur sont compressibles. En conséquence, si la pression diminue, un gaz augmente de volume. Cela implique que la vitesse d’un gaz augmente plus que celle d’un liquide dans une obstruction. Loi des gaz parfaits… Cours #1 - GPA668

116 Expansion du gaz dans une valve
Dans la conduite, en amont de la valve: À la pression P1, le gaz à un volume V1: Au vena contracta, en sortie de la valve: À la pression P2, inférieure à la pression P1, le gaz à un volume V2, supérieur au volume V1: Cours #1 - GPA668

117 Expansion du gaz dans une valve
Le gaz occupe un volume plus grand au vena contracta. Il doit donc passer à une vitesse plus grande… La quantité de gaz qui pourra passer sera donc limitée. Cours #1 - GPA668

118 Écoulement supersonique
Lorsque la chute de pression devient élevée, l’écoulement du gaz atteint le régime supersonique… Cours #1 - GPA668

119 Écoulement supersonique
… le débit plafonne à une valeur maximale. Ce plafonnement est dû à l’élargissement du vena contracta qui ne peut être plus grand que le diamètre d de la valve. Cours #1 - GPA668

120 Facteur d’expansion Y Pour prendre en compte l’expansion d’un gaz dans une valve, il faut insérer le facteur d’expansion Y dans l’équation du débit. Cours #1 - GPA668

121 Facteur d’expansion Y Ce facteur d’expansion dépend du rapport entre la chute de pression dans la valve et la pression en amont: Cours #1 - GPA668

122 Facteur d’expansion Y Il est calculé de la façon suivante:
Avec le facteur Fk de correction en fonction du ratio de la chaleur spécifique k (identifiée plus tôt dans cette présentation par g – page 27): Cours #1 - GPA668

123 xT FS Cd Cours #1 - GPA668

124 Écoulement non-supersonique Écoulement supersonique
Facteur d’expansion Y Deux cas possibles: Y supérieur à 2/3 Écoulement non-supersonique Pour la suite du calcul utiliser le Y obtenu Y inférieur ou égal à 2/3 Écoulement supersonique Pour la suite du calcul poser Y = 2/3 Cours #1 - GPA668

125 Équation du débit massique d’un gaz
Le débit massique d’un gaz est calculé comme suit: Débit massique en livres par heure Volume spécifique Cours #1 - GPA668

126 Équation du débit volumique d’un gaz
Bien que moins précise que le débit massique, le débit volumique est souvent utilisé: Débit volumique en scfh Densité relative (air = 1) Facteur de compressibilité scfh : pieds cubes standards par heure (14.73 psia et 60°F) Température du gaz en amont en degrés Rankine Cours #1 - GPA668

127 Exemple de dimensionnement d’une valve avec un gaz
Situation à analyser: Gaz: gaz naturel G = 0.6 ; k = 1.26 ; T = 40°F; Z=1.0 Débit volumique maximal: 1.2 million scfh Conduite: 10 po. « schedule 40 » Pression en amont : 15 psig Cela donne = 29.7 psia Pression en aval : 10 pouces H2O Cela donne 10/ = 15.1 psia 27.7 po H2O = 1 psia Cours #1 - GPA668

128 Exemple de dimensionnement d’une valve avec un gaz
Valve à considérer: Valve papillon ayant ces paramètres : Cd = 17.5 ; xT = 0.38. Conversion de température: T1 = 40°F = 500°R Cours #1 - GPA668

129 Étape 1: Évaluer les valeurs de x et Y
Calculons le rapport de la chute de pression vs la pression amont: Calcul du facteur Fk de correction en fonction du ratio de chaleur spécifique Cours #1 - GPA668

130 Étape 1: Évaluer les valeurs de x et Y
Calculons du facteur d’expansion Y: Y inférieur ou égal à 2/3 Écoulement supersonique Pour la suite du calcul poser Y = 2/3 Cours #1 - GPA668

131 Étape 2: Calcul du CV requis et du diamètre de la valve
Écoulement supersonique Étape 2: Calcul du CV requis et du diamètre de la valve En utilisant l’équation du débit volumique: FPCV requis = Cours #1 - GPA668

132 Étape 2: Calcul du CV requis et du diamètre de la valve
Écoulement supersonique Étape 2: Calcul du CV requis et du diamètre de la valve Ce qui même à: Donc, une valve de 8 pouces semble OK. Vérifions que c’est le cas… Cours #1 - GPA668

133 Étape 2: Calcul du CV requis et du diamètre de la valve
Écoulement supersonique Étape 2: Calcul du CV requis et du diamètre de la valve Les pertes: Cours #1 - GPA668

134 Étape 2: Calcul du CV requis et du diamètre de la valve
Écoulement supersonique Étape 2: Calcul du CV requis et du diamètre de la valve Calcul du FP : Et du CV d’une valve de 8 pouces: FPCV = FPCV requis = Cours #1 - GPA668

135 Écoulement supersonique
Bilan Il faudra donc choisir une valve de 10 pouces, soit la même taille que la conduite. représente 63 % de 1750. Cours #1 - GPA668

136 Commentaire La valve de 10 pouces devrait faire l’affaire.
Et, le dimensionnement est terminé… … si l’écoulement n’est pas supersonique. Toutefois, dans l’exemple que nous venons d’analyser, l’écoulement est supersonique… Il faut donc pousser l’analyse plus loin, car en écoulement supersonique, la valve est très bruyante. Cours #1 - GPA668

137 En cas d’écoulement supersonique (Choked flow)
Analyse supplémentaire… En cas d’écoulement supersonique (Choked flow) Cours #1 - GPA668

138 Analyse supplémentaire en cas d’écoulement supersonique
Vitesse acoustique d’un gaz. La vitesse du son est calculée de la façon suivante: Vitesse acoustique en pieds par seconde Masse molaire (air = 29) Coefficient adiabatique Température (°R) Cours #1 - GPA668

139 Analyse supplémentaire en cas d’écoulement supersonique
Vitesse d’un gaz dans une conduite. La vitesse du gaz est: Température (°R) Vitesse du gaz en pieds par seconde Diamètre interne Débit (en scfh) Pression absolue Cours #1 - GPA668

140 Analyse supplémentaire en cas d’écoulement supersonique
Le nombre de Mach est: On vise un nombre de Mach inférieur à 0.3 sinon la valve est très bruyante (plus de 98 dBA). Si ce nombre est au dessus de 0.3, on peut augmenter la taille de la conduite aval de la valve pour diminuer la vitesse et le bruit. Cours #1 - GPA668

141 Retour sur l’exemple Calcul de la vitesse acoustique:
Cours #1 - GPA668

142 Retour sur l’exemple Vitesse du gaz en amont: …en aval:
Cours #1 - GPA668

143 Retour sur l’exemple Vitesse du gaz en amont: …en aval:
Nombre de Mach = 0.22 Nombre de Mach = 0.43 Cours #1 - GPA668

144 Le nombre de Mach en aval…
… dépasse 0.3 et cela fait que la valve sera très bruyante. Solution possible, mettre un tuyau de 12 pouces en aval. Cours #1 - GPA668

145 Conséquence De mettre la conduite aval à 12 pouces aide à réduire le bruit, car le nombre de Mach est descendu à 0.3. Mais cela change le FP de la valve… Cours #1 - GPA668

146 Calcul du nouveau FPCV du nouveau montage
Les pertes dues au réducteur en sortie : Cours #1 - GPA668

147 Calcul du nouveau FPCV du nouveau montage
Valve ouverte à 58.2 %. Donc valve et réducteur : OK! (et un peu moins bruyant) Cours #1 - GPA668

148 Variantes des équations pour la vapeur
Dry saturated (p = 20 à 1600 psia): Ecoulement supersonique (Choked flow): Cours #1 - GPA668