Débitmètres à écoulement libre

Présentation au sujet: "Débitmètres à écoulement libre"— Transcription de la présentation:

1 Débitmètres à écoulement libre

2 Utilisation Mesure de débit dans des canaux ouverts, des rivières, ...
Techniques: Déversoirs Canaux jaugeurs Méthode “vitesse-section” ...

3 Les déversoirs

4 Déversoirs Barrages perpendiculaires à l’écoulement du liquide.
Le trop plein s’écoule par un déversoir. En amont, augmentation du niveau par rapport à l’aval. La mesure de ce niveau permet de déduire le débit.

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6 Déversoirs Éléments primaires de mesure:
L = largeur du canal en amont; l = largeur du seuil déversant (crête); H = niveau maximal du liquide; h = dénivellation du liquide; P = pelle ou profondeur du déversoir X = distance entre l’extrémité de la crête et la paroi latérale.

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8 Déversoirs Formes possibles: Rectangulaire (barrage total)
Rectangulaire à contraction latérale Trapézoïdal ou de Cippoletti Triangulaire ou à gorge Linéaire (ou proportionnel)

9 Déversoir rectangulaire

10 Déversoir rectangulaire à deux contractions

11 Déversoir rectangulaire: - calcul du débit
Système métrique: n=0 barrage total, n=1 ou 2 à contraction h, l en mètres, Q en m3/s

12 Déversoir rectangulaire: - calcul du débit
Système impérial: n=0 barrage total, n=1 ou 2 à contraction h, l en pieds; Q en pi3/s

13 Déversoir trapézoïdal ou de Cipolletti

14 Déversoir trapézoïdal: - calcul du débit
Système métrique: h, l en mètres, Q en m3/s

15 Déversoir trapézoïdal: - calcul du débit
Système impérial: h, l en pieds; Q en pi3/s

16 Déversoir triangulaire

17 Déversoir triangulaire: - calcul du débit
Système métrique: h, l en mètres; g = 9.81 m/s2; 35°<<120° Q en m3/s

18 Déversoir triangulaire: - calcul du débit
Système impérial: h en pieds; Q en pi3/s

19 Déversoir linéaire ou proportionnel

20 Déversoir linéaire: - calcul du débit
Système métrique: a, h, l en mètres; Q en m3/s

21 Déversoir linéaire: - calcul du débit
Système impérial: h en pi.; m largeur de la lame à 1 pi.; Q en pi3/s

22 Montage d’un déversoir
Dimensionner pour que la vitesse d’approche du liquide soit de 0.2 à 0.5 m/s. L’espace Z doit être rempli d’air atmosphérique. Le niveau en aval doit être inférieur d’au moins 6 à 8 cm.

23 Montage d’un déversoir
La profondeur P de la pelle doit être supérieure à 3H. (Varie de 20 cm à 3m). La surlargeur latérale X ainsi que la largueur de la crête doit être supérieure à 3H.

24 Montage d’un déversoir
Le point de mesure du niveau doit être situé à au moins 4H en amont du déversoir, ou supérieure à 2(P+H). Le canal amont doit être droit sans turbulences sur une distance d’au moins 20H.

25 Boîte à déversoir

26 Bilan Mesure de débits: Mesure très précise.
déversoirs rectangulaires: de 10 m3/h à m3/h; h peut atteindre 1.5 m. déversoirs triangulaires: de 0.3 l/s à 1000 m3/s; h peut atteindre 0.5 m. Mesure très précise. Rangeabilité: de 75:1 (rectangulaires) à 200:1 (triangulaires). Problèmes si solides en suspension.

27 Les canaux jaugeurs

28 Les canaux jaugeurs Ressemblent à des débitmètres Venturi. 2 types:
canaux jaugeurs Parshall. canaux jaugeurs Palmer-Bowlus.

29 Canaux jaugeurs Parshall
Mesure du niveau en ha si écoulement libre. Si submergé, mesurer aussi hb (submergé si hb=60% de ha).

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31 Formule empirique c : coefficient variant de 3.97 à 4.12 selon la largeur; w : largeur du col (m. ou pi.) [<2.4 m]; Q : débit volumique en (m3/s ou pi3/s); ha : niveau du liquide au dessus du fond.

32 Canaux jaugeurs Parshall
La mesure de niveau à lieu à 2A/3 si w < 25 cm; 2/3 (w/2+4) si w  25 cm. Éviter une vitesse d’approche supérieure à 0.3 m/s.

33 Bilan Mesure de débits de 1 m3/h à 200000 m3/h;
Largueur du col (w) de 2 cm à 10 m; Autonettoyant (pas de problèmes avec les matières en suspension). Perte de charge 30% plus faible que les déversoirs. Rangeabilité de 40:1 ou plus.

34 Canaux jaugeurs Palmer-Bowlus
La variation du niveau H dépend du débit. Les fournisseurs donnent des tables de correspondance, car c’est très non-linéaire.

35 Bilan Utilisé pour mesurer le débit des eaux usées et des égouts.
Il sont autonettoyants et aussi précis que les canaux Parshall.