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1.0
1.1
Le débitmètre V-Cone® de McCrometer repose sur une technologie brevetée permettant de mesurer
avec précision le débit sur une plage étendue de nombres de Reynolds, dans tout type de conditions et
pour de nombreux fluides. Il fonctionne selon le même principe physique que les autres débitmètres
à pression différentielle: en utilisant le théorème de conservation de l'énergie lors de l'écoulement
Généralités
d'un fluide dans un tuyau. Néanmoins, les performances remarquables du V-Cone résultent de sa
conception unique. Le V-Cone présente un cône placé au centre d'un tube. Le cône interagit avec
l'écoulement du fluide pour en modifier le profil de vitesse et créer une zone de basse pression
immédiatement en aval. La différence entre la pression statique dans la conduite et la basse pression
générée en aval du cône peut être mesurée au moyen de deux prises de pression. L'Une de ces prises
se situe légèrement en amont du cône, l'autre se trouve en aval, au niveau de la face du cône. La
différence de pression mesurée peut alors être intégrée dans une variante de l'équation de Bernoulli
pour déterminer le débit du fluide. La position centrale du cône dans la conduite optimise le profil de
vitesse de l'écoulement au point de mesure, ce qui assure une mesure fiable et extrêmement précise
du débit, quelle que soit la condition du fluide en amont du débitmètre.
1.2
Le V-Cone est un débitmètre à pression différentielle. Les théories de base sur lesquelles repose ce
type de débitmètre existent depuis plus d'un siècle. La
plus importante d'entre elles est le théorème de Bernoulli,
relatif à la conservation de l'énergie dans une conduite
fermée. Ce théorème stipule que, pour un débit constant,
la pression dans un tuyau est inversement proportionnelle
au carré de la vitesse dans ce tuyau. En bref, plus la vitesse
augmente, plus la pression diminue. Ainsi, le fluide affiche
une pression P1 lorsqu'il s'approche du débitmètre
V-Cone. Étant donné que sa vitesse augmente au niveau
du rétrécissement du V-Cone, la pression chute à P2,
comme illustré à la Figure 1. Les valeurs P1 et P2 sont mesurées au niveau des prises de pression
du V-Cone à l'aide de différents transmetteurs de pression différentielle. La pression différentielle
(Dp) créée par un V-Cone augmente et diminue de façon exponentielle avec la vitesse du fluide.
Plus l'étranglement représente une portion importante de la section transversale du tuyau, plus la
pression différentielle créée est élevée pour un même débit. Le coefficient beta est égal à la zone
d'écoulement au niveau de la plus grande section transversale
du cône (convertie en un diamètre équivalent) divisée par le
diamètre interne du débitmètre (voir 3.2.1).
1.3
En ce qui concerne les équations de débit employées, le V-Cone
est identique aux autres débitmètres à pression différentielle. La
géométrie du V-Cone, en revanche, est relativement différente
de celle des débitmètres à pression différentielle traditionnels.
Le V-Cone comprime l'écoulement au moyen d'un cône placé
au centre de la conduite.
De cette manière, le fluide au centre du tuyau est obligé de
s'écouler autour du cône. Cette géométrie présente de nombreux
avantages par rapport aux débitmètres à pression différentielle traditionnels, qui sont concentriques.
Depuis plus de dix ans, la forme du cône fait l'objet d'évaluations et de tests continus afin de fournir
des résultats optimaux dans des conditions de mesure variables.
Pour comprendre les performances du V-Cone, il est nécessaire de saisir le concept de profil
d'écoulement dans un tuyau. Lorsque l'écoulement dans un tuyau long n'est soumis à aucun obstacle
ni aucune perturbation, il est dit laminaire. Si une ligne traversait le diamètre de cet écoulement, la
vitesse à chaque point de cette ligne serait différente. La vitesse serait nulle au niveau de la paroi du
Introduction
Principes de Fonctionnement
Modification du Profil de Vitesse
ÉCOULEMENT
Figure 1. Prises Basse et Haute
D'Écoulement
1
Généralités
Dp
B
H
H
L
Low
Prise Basse
Pressure
Pression
Port
Pression
Zero Velocity
Vitesse Nulle
Vitesse
Vitesse
Maximum
Fluid
Velocity
Velocity
Maximale
Figure 2. Profil de Vitesse
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