Mesure de débit

pequignotm · 30 Janvier 2008

Bonsoir,

Je suis à la recherche d'un système simple et fiable me permettant de mesurer le débit d'eau dans une tuyauterie.
Auriez vous une idée de manip ?
Un tube pitot est il usité pour la mesure d'un débit d'eau ?

Cordialement,

Michel

PS: Ma plage de débit volumique Dv sera de 6m3 à 40 m3

brise-copeaux · 30 Janvier 2008

pequignotm a dit:

Oui c'est le principe tube calibré avec turbine à l'intérieur et capteur à l'extérieur qui compte le nombres de tours ensuite traduit en m3.

pequignotm a dit:

C'est quand même énorme !! à l'heure ou à la minute!!

Yann · 30 Janvier 2008

Bonsoir,
Le tube de Pitot est très utilisé en aviation, il sert à mesurer la vitesse de l'avion par rapport à l'air. Il en existe pour mesurer les vitesses d'écoulement de l'air dans les canalisations. Son principe reposant sur une mesure de différence de pression il est concevable qu'il puisse fonctionner dans de l'eau mais pour mesurer la vitesse de l'écoulement et surement pas directement le débit.

brise-copeaux · 30 Janvier 2008

re

yann a dit:

et pourquoi çà ne donnerait pas le débit, je te signal que j'ai installer ce type d'appareil dans une cave vinicole cela s'appel un débimètre il est constitué d'un passage calibré dans lequel tourne une turbine par la circulation du vin.
Et sur l'extérieur il y a un capteur en suite de l'électronique qui traduit en m3.
Comment marche ton compteur à eau idem c'est le même principe.

@++

chlore · 31 Janvier 2008

L'eau est un fluide tout comme l'air ou un gaz, donc le tube de Pitot est tout à fait utilisable et il a même été inventé pour mesurer la vitesse des liquides.
La vitesse d'un fluide est directement proportionnelle à son débit volumique ou massique.

Par conte Liaudet je ne pense pas que ton débitmètre soit un tube de Pitot, c'est un tout simple débitmètre volumique, le nombre de tour que fait la turbine est proportionnel au volume qui passe entre ses aubes. C’est le type de débitmètre le plus couramment utilisé

Le tube de Pitot met en jeu les pressions dynamiques et statiques plutôt qu'un volume déplacé. Ce système n’est plus guère utilisé qu’en aéronautique car il permet de renseigner sur un déplacement dans deux directions (avant-arrière/haut bas) alors que les débitmètres courants ne le font qu’en une seule (avant-arrière) si je ne me trompe pas.

pequignotm · 31 Janvier 2008

On sait que Dv = S x Vm
avec Dv en m3/s
La section S en m²
la vitesse moyenne Vm en m/s
m² x m/s = m3/s

Donc connaissant la section et la vitesse, nous pouvons calculer le débit.

Dans un tube pitot, nous mesurons la pression totale Pt et la pression statique Ps, la différence nous Pt - Ps = Pd, la pression dynamique.
Nous pouvons calculer la vitesse du fluide fonction de Pd:
Vm = Racine carrée [ ( 2 x Pd) / d ).
Avec d, la densité du fluide en kg/m3

Dans le cas d'un venturi, le dispositif est constitué d'un section convergente, d'un col et d'une section divergente.
Partant du principe que le débit reste le même et tout point de ce système, nous avons une augmentation de la vitesse.
En effet notons :
Dv1 le débit volumique avant la section convergente, S1 sa section et Vm1 sa vitesse moyenne.
Dv2 le débit volumique dans le col, S2 la section du col et Vm2 la vitesse moyenne.

Le débit est conservé : DV1 = DV2 soit Vm1 x S1 = Vm2 x S2
Comme S2 < S1 nous avons Vm1 < Vm2

Suivant le théorème de Bernoulli, nous pouvons écrire (je simplifie au max):

P1 + 0,5 x d x (Vm1)² + d x g x Z1 = P2 + 0,5 x d x (Vm2)² + d x g x Z2

Z1 = Z2
g = 9,81 m/s²
d = 1000 kg/m3 (en approximation)
P1 et P2 les pressions statiques avant la section convergente et dans le col.
Comme nous connaissons S1 et S2, que nous mesurons P1 et P2, nous pouvons calculer Vm1 et Vm2 et donc connaître le débit volumique Dv.

Si vous voulez, je ferai un récapitulatif dans un ficheir Pdf.

Par contre, cela ne répond pas à ma question qui est :
y a t'il un système existant (récupération ou détournement d'un système) me permettant de mesurer un débit 6 m3/h < Dv < 40 m3/h ?
Je pourrais m'amuser à faire un venturi ou un pitot mais bon, il y a une limite à tout !!!

Cordialement,

Michel

micromars · 31 Janvier 2008

bonjour,

je ne sais ps si cela peut aider mais si le fluide est conducteur (de l'électricité) il y a le débit métre électromagnétique : injection d'un faible cournant entre 2 électrodes sur la paroi du tube lequel est placé dans un champ magnétique externe : la variation du courant donne la vitesse puis le débit connaissant la section du tube. Il y a aussi le débit metre à fil chaud : on maintient constante la téperature d'un fil qui est refroidi par le fluide et on mesure le couran tpour cela , mais il faut corriger en fonction de la température de celui ci... (utilisé pour la régulation des turbos de voiture)

JMC

pequignotm · 31 Janvier 2008

Merci pour cette idée mais le fluide mesuré est de l'eau qui n'est pas un conducteur génial à moins d'avoir un max d'anions et de cations !

jajalv · 31 Janvier 2008

pequignotm a dit:

Bonjour pequignotm,
La réponse est OUI !
Il existe des débimètres capables de mesurer de tels volumes, et bien au-delà.
Mais le prix te découragera surement.
Bonne journée.

Yann · 31 Janvier 2008

liaudet a dit:

Entièrement d'accord que mon compteur d'eau marche comme cela sauf que mon compteur d'eau ne mesure pas un débit mais un volume. C'est le releveur de compteur qui transforme le volume en débit.
Et j'insiste cela n'a rien à voir avec un tube de Pitot et c'était ça la question posée

chlore · 31 Janvier 2008

pequignotm a dit:

Je pense qu'il est assez rare d'avoir l'occasion de recupérer un débimetre quand à détourner quelque chose d'autre pour t'en servir de débitmetre je ne vois pas. Il te reste la fabrication

Si tu a juste besoin d’une lecture tu peux faire un débitmètre tout simple : un ludion est maintenu en équilibre sous l’action du débit massique (poussée du fluide), de l’apesanteur et de son poids (tube vertical transparent légèrement conique vers le haut). Pas super précis mais pas d’électronique sauf peut être capteur a effet Hall pour débit mini et maxi si tu veux un contrôle.

Tu prends un raccord en T. Sur le raccord vertical tu inserts ton débitmètre constitué d’un a son bout d’une roue à aubes à 4 pales (les faces des aubes doivent être face au sens d’écoulement du fluide ou dit d’une autre façon son axe de rotation est perpendiculaire au sens d’écoulement). En gros cette aube est large de la moitié de la tuyauterie de même que son diamètre Cette roue doit plonger dans le liquide jusqu'à ce que son axe de rotation soit dans l’alignement de la canalisation (branche horizontale du T). Dans une des pales tu noies un petit aimant. Dans le support de l’aube du mets un capteur à effet Hall. Quand l’aube tourne sous l’action du déplacement du fluide et que l’aimant vient en face du capteur tu a une impulsion : il te suffit de compter le nombre d’impulsion pour avoir le débit (après étalonnage bien sur). Pour ce type de débitmètre tu peux compter un gros billet de 1000€ HT si tu l’achète.
Sinon tu peux reprendre l’idée de micromars avec le fils chaud sauf que l’on ne mesure pas la température du fil mais sa résistance ohmique. Tu injecte un courant constant dans un fil de platine (récupéré dans les vieux systèmes pour allumer les gazinières par exemple avant l’avènement des piézo). La résistance (qui est fonction de la température à courant constant) de ce fil sera proportionnelle au débit pour peu que le fluide soit à température constante sinon il faut compenser pour le fluide considéré (l’eau et l’huile n’auront pas la même compensation par exemple) Ce système est très utilisé car très précis pour mesurer la vitesse d’air dans les tuyauteries après coup (un simple trou et hop on mesure).
Même si mécaniquement ce dernier système est plus facile à faire, le problème de la compensation est assez ardu sauf si tu sais jongler avec la thermodynamique. A tes débits en plus il te faudra une (très) bonne alimentation pour avoir une dynamique assez importante. Le premier reste le plus simple.
Et effectivement on ne parle pas de faire un venturi ou d’un diaphragme (deux capteurs mesure de pression plutôt chers) et le Pitot reste délicat à faire et aussi très sensible à la propreté du fluide.

chlore · 31 Janvier 2008

Yann a dit:

J’aime bien ta façon de modifier tes commentaires pour retomber sur tes pattes …

Par ailleurs renseignes-toi quand le tube de Pitot a été inventé … Il a bien été initialement inventé pour mesurer la vitesse des liquides (eau) ou dans des liquides (bateaux). A l’époque les avions n’existaient pas. Et ton badin pourrait tout aussi bien indiquer un volume ou débit plutôt qu’une vitesse (et donc ton badin n’indique pas directement une vitesse mais une pression du moins dans sa conception actuelle mais il pourrait tout aussi bien une hauteur d’eau que l’on graduerait en vitesse ou en ce que tu veux mais dans ce cas là on mesure bien une distance (hauteur) !!! (l’eau entre par le bout du Pitot et monte dans un tube suivant le débit/vitesse, … : ah ben tiens c’est un peu le principe des baromètres à colonne de mercure donc de mesure de pression

) Et l'aiguille de ton badin (s'il est mécanique) se deplace (distance circulaire) sur une échèle graduée en noeuds, sous la variation dun volume d'un gaz emprisonné entre deux membranes se déformant sous une pression. Comme volume, débit, pression, vitesse sont des valeurs liées … l’indication ne dépend que de la valeur qui intéresse

Dans ton avion c’est le Pitot qui est mobile dans un fluide que l’on considère comme statique (et d’ailleurs la pression du Pitot est à compenser de la pression atmosphérique / densité de l’air à l’altitude de la mesure)
Donc oui le tube de Pitot peut mesurer des débits !!

Pequignotm : tu peux récupérer un volucompteur d’eau domestique que tu peux facilement transformer en débitmètre (à voir s'il pourra aller jusqu'à ton débit maxi : forte perte de charge à prévoir)

wika58 · 31 Janvier 2008

Bonjour à tous.

Quelques commentaires:

La mesure de débit par tube pitot est très utilisée sur des fluide compressibles (air, gaz,...)
Le problème est que ce principe utilise la mesure de pression différencielle entre la pression dynamique (liéé à la vitesse) et la pression statisitique (pression du fluide au repos).
L'eau est un fluide incompressible!
De plus, avec le déplacement d'un fluide compressible, il s'installe dans la conduite un gradiant de vitesse entre le fluide en contact avec la paroi de la conduite et le fluide au centre de la conduite.
La mesure de la pression donne une très bonne image du débit.
Sur le même principe, il y à bride, à venturi,.

Pour la mesure de débit de l'eau, le débitmètre à flotteur est le plus adapté.

Les mesures par ultrason existe aussi.
Ou bien le principe de la dissipation thermique (quoi que pour l'eau, il va falloir chauffer..).

Il faut voir pour quelle application perso ou pro?

Il y a moyen de bricoler qqch pour avoir une indication.
Et c'est facile d'étalonner...tu remplis un seau et tu chronomètes..

Pour une application industrielle où tu as besoin de précision, il vaut mieux utiliser des débitmètres pro tels que chez Krohne, Vega,...
Décris-nous un peu ton application et on te guidera...

Yann · 31 Janvier 2008

chlore a dit:

Par ailleurs renseignes-toi quand le tube de Pitot a été inventé … Il a bien été initialement inventé pour mesurer la vitesse des liquides (eau) ou dans des liquides (bateaux). A l’époque les avions n’existaient pas. Et ton badin pourrait tout aussi bien indiquer un volume ou débit plutôt qu’une vitesse (et donc ton badin n’indique pas directement une vitesse mais une pression du moins dans sa conception actuelle mais il pourrait tout aussi bien une hauteur d’eau que l’on graduerait en vitesse ou en ce que tu veux mais dans ce cas là on mesure bien une distance (hauteur) !!! (l’eau entre par le bout du Pitot et monte dans un tube suivant le débit/vitesse, … : ah ben tiens c’est un peu le principe des baromètres à colonne de mercure donc de mesure de pression

) Et l'aiguille de ton badin (s'il est mécanique) se deplace (distance circulaire) sur une échèle graduée en noeuds, sous la variation dun volume d'un gaz emprisonné entre deux membranes se déformant sous une pression. Comme volume, débit, pression, vitesse sont des valeurs liées … l’indication ne dépend que de la valeur qui intéresse

Dans ton avion c’est le Pitot qui est mobile dans un fluide que l’on considère comme statique (et d’ailleurs la pression du Pitot est à compenser de la pression atmosphérique / densité de l’air à l’altitude de la mesure)
Donc oui le tube de Pitot peut mesurer des débits !!

Est ce que cela va aller mieux maintenant que tu t'es bien laché ???????

A+

chlore · 31 Janvier 2008

Yann a dit:

Ca va

Mais au moins moi quand je ne sais pas soit je me tais soit quand je crois savoir je raconte une connerie mais en aucun cas je modifie mes posts précédents pour faire croire que je sais

et en plus en se permetant de reprendre les autres ...

Wika58 : Le fait d’avoir un fluide compressible ou pas ne change rien dans ce cas là. Voire dans le pire des cas ta mesure sera fausse avec un fluide compressible puisque tu auras des variations pression qui changeront la masse volumique dudit fluide (la masse volumique du fluide intervient dans le calcul des pressions dynamiques et statiques d'un tube de Pitot).
Si je me souviens bien de mes cours de mécanique des fluides dans tous les calculs on considère que l’on utilise un fluide incompressible.
De plus pour le gradient de vitesse que tu évoque à fur et à mesure que tu te rapproche du centre de la canalisation c’est vrai pour tous les fluides, compressibles ou pas et qui sera d’autant plus grand que le régime d’écoulement (suivant nombre de Reynolds) sera laminaire (vitesse lente, fluide visqueux). En pratique on s’aperçoit que dans la majorité des cas on est en régime turbulent (vitesse élevé, fluide peu visqueux) car on minimise le diametre des tuyauterie pour des raisons de couts au maximum des pertes de charges que l'on peut admettre et que cela engendre

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