par petitpetit » 26/05/11, 22:44
Bonjour Pandasan,
Voici mes remarques et conseils :
0) Vos données initiales
qB : débit moyen absorbé (0,00025 m3/s)
qF : débit moyen refoulé (en m3/s) : non connu (mais inutile compte-tenu de votre problème)
H : différence de hauteur entre le réservoir supérieur et le bélier (3 m)
h : hauteur motrice entre le collecteur et le bélier (0,65 m)
L : longueur moyenne de la conduite motrice (22 m)
L' : longueur moyenne de la conduite de refoulement (25 m)
1) Dimensionnement (rapide) du bélier et de l’installation (cf mon site, Pratique 1.1)
1.1) Calcul de h et L
Inutile car déjà connus (bélier existant)
Mais il faut que le clapet de refoulement puisse s’ouvrir automatiquement, d’où le calcul :
h/H = 0,22 ratio qui est bien largement inférieur à 1/2
Mais votre conduite motrice en Y avec deux branches de longueurs différentes (21 et 23 m) amoindrit la puissance de l’onde de choc dans la conduite. Sans être a priori la cause de votre problème, une seule conduite de section double serait mieux.
1.2) Calcul de v0, S et D
Inutile pour S et D car déjà connus (bélier existant) avec D = 0,032 m
Pour calculer la vitesse optimale (v0) de l’eau dans la conduite motrice au moment de la fermeture du clapet de choc, on calcule successivement les éléments suivants :
Le coefficient (j) de perte de charges vaut : j = 1 + f + f'' + u L/D
avec u = 0,02, f = 3 en général et f” = 13 pour un piston guidé (et beaucoup moins pour une soupape).
Je prends f” = 13 (à confirmer par vous), d’où : j = 31
La vitesse maximale (vm) de l’eau dans la conduite motrice (en laissant ouvert le clapet de choc) vaut : vm = Racine_carrée[2 (1/j) g h] soit vm = 0,41 m/s
D’où v0 = vm / 2 = 0,2 m/s
Avez-vous bien réglé la masse additionnelle située sur le clapet de choc (ou le tarage de son ressort de rappel) afin que cette vitesse v0 soit égale à peu près à vm / 2 ? Au pire, augmentez cette masse (ou la force du ressort de rappel) jusqu’à ce que le clapet de choc se ferme le plus tard possible sous la vitesse de l’eau. Ensuite, enlevez un peu de masse.
1.3) Vérification de la contrainte de l'onde de choc suffisante
Pour une conduite motrice de matériau PE, la vitesse (a) de l’onde de choc dans l’eau vaut environ 240 m/s (cf Relation T12.0 de mon site, chapitre Théorie).
Cette onde doit être suffisante pour ouvrir le clapet de refoulement, d’où le calcul (avec g = 9,81 m/s2) :
g (H – h) / (v0 a) = 0,48 ratio qui est bien largement inférieur à 1
1.4) Calcul de volairatm et D'
Inutile car déjà connus (bélier existant) avec volairatm = 12 l (ce qui est bien suffisant) et D’ = 14 mm mini (ne pas prendre plus petit)
2) Autres conditions de bon fonctionnement (cf mon site, Théorie 3)
C’est là que se trouve certainement la cause du non-refoulement de votre bélier.
Votre bélier bat normalement a priori (cycles réguliers), mais aucune eau n’est refoulée dans la conduite de refoulement. Les causes possibles sont les suivantes :
- L’onde de choc dans la conduite motrice n’est pas suffisante pour lever le clapet de refoulement. Les calculs précédents ne semblent pas aller dans ce sens. Au-delà du réglage du clapet de choc (cf ci-dessus), il reste à voir si ce dernier est bien étanche à l’eau (pas de fuite après sa fermeture).
- La cloche d’air n’est pas remplie d’air mais d’eau. Démontez la cloche, remontez-là, activez le bélier à la main jusqu’à ce que le clapet de choc s’ouvre et se ferme automatiquement. Si la cloche se remplit à nouveau d’air (progressivement), c’est que la cloche a une fuite d’air. Remplacez-la.
- Le clapet de refoulement n’est pas étanche. L’eau reflue en arrière. Qu’avez-vous comme clapet et joint ? Un joint en cuir, une soupape à siège plat, un piston guidé... ? Quand le bélier est arrêté, clapet de choc ouvert, avez-vous de l’eau qui sort par ce clapet (auquel cas la conduite de refoulement se vide par le clapet de refoulement) ?
Par ailleurs, il ne faut pas enlever le ressort qui referme le clapet de refoulement. C’est lui qui empêche l’eau de la cloche de refluer en arrière. Ce ressort doit être taré pour se fermer rapidement dès que la vitesse de l’eau passant du corps du bélier vers la cloche devient ridicule.
J’arrête ici pour un premier bilan rapide. A vous de jouer.
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