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3 Principes de base
3.1 Principe de mesure
3
Principes de base
Lors de la mesure du débit par ultrasons, la vitesse d'écoulement du fluide dans une conduite est déterminée. D'autres
grandeurs de mesure sont dérivées de la vitesse d'écoulement et, si nécessaire, de grandeurs de mesure supplémentaires.
3.1
Principe de mesure
La vitesse d'écoulement du fluide est déterminée en mode TransitTime à l'aide du principe par corrélation de la différence
de temps de transit ultrasonore. Pour les mesures avec un pourcentage élevé de bulles gazeuses ou de particules
solides, le transmetteur peut basculer sur le mode NoiseTrek.
3.1.1
Termes et définitions
Profil d'écoulement
Répartition des vitesses d'écoulement sur l'aire de la section de la conduite. Pour une mesure optimale, le profil d'écoulement
doit être pleinement développé et axisymétrique. Le profil d'écoulement varie selon que l'écoulement est laminaire ou turbulent
et est fortement influencé par les conditions qui règnent à l'entrée du point de mesure.
Nombre de Reynolds Re
Nombre caractéristique de la turbulence d'un fluide dans la conduite. Le nombre de Reynolds Re se compose de la vitesse
d'écoulement, de la viscosité cinématique du fluide et du diamètre intérieur de la conduite.
Si le nombre de Reynolds dépasse une valeur critique (en règle générale env. 2300 dans le cas des écoulements dans
une conduite), l'écoulement laminaire passe à l'écoulement turbulent.
Écoulement laminaire
Écoulement dénué de turbulences. Les strates de fluide contiguës qui s'écoulent ne se mélangent pas.
Écoulement turbulent
Écoulement sujet à des turbulences (tourbillonnements du fluide). Dans les applications techniques, l'écoulement dans
une conduite est presque toujours turbulent.
Zone transitoire
Écoulement partiellement laminaire et partiellement turbulent.
Célérité du son c
Vitesse à laquelle le son se propage. La célérité du son dépend des propriétés mécaniques du fluide ou du matériau
de la conduite. Pour les matériaux de conduites et les autres matières solides, on distingue la célérité du son longitudinale
et transversale.
Vitesse d'écoulement v
Moyenne de toutes les vitesses d'écoulement du fluide sur l'aire de la section de la conduite.
Facteur de calibration acoustique k
c
k
=
----------- -
a
sin
Le facteur de calibration acoustique k
capteur et de l'angle d'incidence. L'angle de propagation dans le fluide ou dans le matériau de la conduite adjacent est
donné par la loi de réfraction :
c
c
c
k
=
=
=
----------- -
----------- -
---------- -
a
sin
sin
sin
Facteur de calibration mécanique de l'écoulement k
Le facteur de calibration mécanique de l'écoulement k
au niveau du faisceau sonore en vitesse d'écoulement sur la totalité de l'aire de la section de la conduite. Si le profil
d'écoulement est pleinement développé, le facteur de calibration mécanique de l'écoulement dépend uniquement du
nombre de Reynolds et de la rugosité de la paroi intérieure de la conduite. Le transmetteur calcule le facteur de calibration
mécanique de l'écoulement pour chaque nouvelle mesure.
·
Débit volumétrique
V
·
V
= v · A
Volume de fluide qui s'écoule à travers la conduite en un temps donné. Le débit volumétrique est le produit de la vitesse
d'écoulement v et de l'aire de la section de la conduite A.
12
a
est un paramètre des capteurs qui résulte de la célérité du son c à l'intérieur du
a
Re
est utilisé pour convertir la vitesse d'écoulement mesurée
Re
FLUXUS F72*
2024-03-01, UMFLUXUS_F72xV2-2FR
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