JUMO flowTRANS DP P01/P02/P03/P04 − Flow Measurement Fiche technique

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JUMO flowTRANS DP P
Sondes de Pitot P01 à P04
Utilisations
•
Pour la mesure de débit de liquides, gaz et vapeurs (vapeur saturée, vapeur surchauffée)
dans des conduites fermées
Description sommaire
La mesure de débit basée sur la méthode de la pression différentielle avec les sondes de Pitot
JUMO flowTRANS DP P peut être effectuée dans des liquides, du gaz et de la vapeur dans des
systèmes de canalisations fermés. Les différentes séries P01 à P04 sont utilisables sur de
grandes plages de température et de pression, dans des conduites de gros diamètres nominaux.
Le montage dans une conduite est réalisé, selon les exigences, soit via un raccord fileté à souder, soit via une tubulure de montage avec raccord à bride.
Le convertisseur de pression différentielle JUMO dTRANS p02/p20 DELTA en version compacte
est relié à la tête de la sonde à l'aide d'une plaque à bride. Avec la version déportée, le convertisseur de pression différentielle est raccordé à la sonde de Pitot via des prises de pression.
Sondes de Pitot P01 et P02
•
Mesure de débit de liquides et de gaz
•
Températures jusqu'à 1175 °C
•
Diamètre nominal jusqu'à DN 2000 (autres sur demande)
Sondes de Pitot P03 et P04
•
Mesure de débit de vapeur saturée et de vapeur surchauffée
•
Températures jusqu'à 450 °C à 100 bar
•
Diamètre nominal jusqu'à DN 1000
JUMO flowTRANS DP P01
Particularités
Avantages client
•
Profil de sonde optimisé en terme d'écoulement
•
Pour les gros diamètres nominaux, avantageux en terme de coût par rapport aux appareils
à bride
•
Grande fiabilité dans des conditions de
fonctionnement difficiles
•
Mesure de débit bidirectionnelle grâce au profil symétrique des sondes
•
Tronçons en amont et en aval courts
grâce à la mesure et au calcul de la moyenne des pressions statique et dynamique sur
quatre points de mesure le long du profil de la sonde
•
Faibles pertes de pression
grâce à un profil de sonde optimisé en terme d'écoulement
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Structure d'un système de mesure du débit
Exemples :
JUMO flowTRANS DP P02
JUMO flowTRANS DP P04
(11)
(10)
(12)
(9)
(4)
(8)
(1)
(1)
(14)
(3)
(6)
(13)
(14)
(5)
(9)
(10)
(2)
(7)
Vue de devant
Vue de devant
Milieu de mesure : gaz
Milieu de mesure : vapeur saturée
Version : compacte
Version : déportée
(1)
Sonde de Pitot
(2)
Profil de la sonde
(3)
(4)
Tête de la sonde
(5)
Tubulure de montage
(6)
Bride de la sonde
Bride de fixation
(7)
Butée (si nécessaire)
(8)
Plaque signalétique
(9)
Manifold (à 3 ou 5 voies)
(10)
Convertisseur de pression différentielle (11)
Pot de condensation
(12)
Dispositif d'arrêt
(13)
Tuyau Ermeto 12 × 15 mm
Raccord Ermeto
(D)
Sens du flux (milieu)
(14)
Le convertisseur de pression différentielle JUMO dTRANS p02 DELTA ou JUMO dTRANS p20 DELTA transforment le sonde de pitot JUMO
flowTRANS DP P01, P02, P03 ou P04 en système de mesure du débit.
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Principe de mesure
Méthode de la pression différentielle
Le principe de mesure de la sonde de Pitot utilise la différence de pression entre la pression dynamique qui se crée devant un obstacle à
l'écoulement et la pression statique qui apparaît juste derrière la sonde.
Selon la loi de la continuité qui découle du théorème de Bernoulli et
l'équation de l'énergie d'un écoulement stationnaire et sans friction
dans un tube, la somme de l'énergie due à la pression, de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique est égale à la même valeur en chaque
point du tube et à chaque instant. Equation 1 :
pstat + pdyn = const
La grandeur pstat est la pression statique qui s'exerce uniformément
dans toutes les directions. La grandeur pdyn est la pression dynanique
qui s'exerce dans le sens du flux.
S2
S1
Pour des fluides qui circulent dans des conduites horizontales, dont la
Figure 1 : représentation schématique du champ d'écoulement sur une
vitesse d'écoulement est faible par rapport au nombre de Mach Ma < 1,
sonde de Pitot
on calcule pdyn pour la vitesse d'écoulement v, la densité ρ et le coefficient de résistance ζ, à l'aide de l'équation 2 :
pdyn = ζ
ρ v2
2
Si un corps fixe est plongé dans un flux uniforme, le courant juste devant lui est retenu et se trouve complètement au repos au point dit mort
(voir S2 sur la figure 1). A ce point règne la pression totale pS2.
Equation 3 :
ps2 = pstat + p dyn
Sur une sonde de Pitot, sur les orifices du côté à l'opposé du courant
ne peut s'exercer que la pression indépendante du sens pstat. La différence entre ces deux pressions, la pression différentielle ∆p, est une
mesure de la vitesse à laquelle est soumis le corps (voir la figure 2).
Equation 4 :
ps2 +
-
ps1
Δp = ps2 - ps1
En combinant les équations 2 et 3 avec l'équation 4, on obtient
l'équation 5 :
Δp = ζ
ρ v2
2
Figure 2 : représentation schématique de la formation de la pression
différentielle
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Critères de sélection
Présélection de la série
D'abord la présélection d'une série est imposée par le milieu de mesure :
Milieu de mesure
Série
JUMO flowTRANS DP P01
Liquides et gaz
JUMO flowTRANS DP P02
Vapeur (vapeur saturée, vapeur surchauffée)
JUMO flowTRANS DP P03
JUMO flowTRANS DP P04
Détermination de la série
La plage d'utilisation (pression et température de fonctionnement de l'installation) influence le choix du matériau de la sonde et le type de montage
dans la conduite. A l'aide de ces critères, on peut déterminer la série :
Sonde de Pitot pour liquides et gaz
Plage d'utilisation
Matériau de la sonde
Type de montage
Série
jusqu'à 200 °C (à 25 bar)
1.4571
Raccord fileté à souder
JUMO flowTRANS DP P01
jusqu'à 1175 °C
par ex. 1.4462 (duplex), ...
Tubulure de montage
JUMO flowTRANS DP P02
Sonde de Pitot pour vapeur
Plage d'utilisation
Matériau de la sonde
Type de montage
Série
jusqu'à 200 °C (à 16 bar)
1.4571
Raccord fileté à souder
JUMO flowTRANS DP P03
jusqu'à 450 °C (à 100 bar)
par ex. 1.4462 (duplex), ...
Tubulure de montage
JUMO flowTRANS DP P04
Raccord fileté à souder (JUMO flowTRANS DP P01/P03)
Tubulure de montage avec bride (JUMO flowTRANS DP P02/P04)
Matériau des pièces de montage
Le matériau des pièces de montage dépend du matériau de la conduite dans laquelle la sonde de Pitot doit être montée (soudabilité).
Choix du modèle
La température du milieu, le lieu de montage et les conditions qui y règnent influencent le choix du modèle. Les sondes de Pitot JUMO flowTRANS
DP P sont disponibles en versions compacte et déportée :
Influences de l'environnement
Version
Température du milieu, température ambiante, espace disponible, pos- compacte
sibilités de lecture, etc.
déportée
Si l'on choisit la version déportée, il y a des frais supplémentaires (matériel et montage), c'est pourquoi la version compacte est la variante la plus
économique.
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Séries
Sondes de Pitot pour liquides et gaz
JUMO flowTRANS DP P01
Le montage entre la conduite et la sonde de Pitot est effectué avec un
raccord fileté à souder (1) et présente un très bon rapport qualité/prix
pour les applications sans exigences particulièrement élevées en matière de pression ou de température de fonctionnement.
Le matériau de sonde disponible est l'acier 1.4571 (AISI 316 Ti).
Vue de devant
L'exécution de la sonde permet de monter un manifold à 3 ou 5 voies
pour un montage direct du convertisseur de pression différentielle.
(1)
JUMO flowTRANS DP P02
Le palier de pression max. ne dépend que du palier de pression de la
bride.
(4)
La sonde est fabriquée dans sa version standard en acier 1.4571 (AISI
316 Ti).
(3)
En outre les matériaux suivants peuvent être livrés : 1.4462 (duplex),
1.4539 (AISI 904L), Hastelloy C4, Incoloy 800, Inconel, Monel.
(2)
Vue de devant
La bride de la sonde (4) est vissée avec la bride de montage (3) de la
tubulure de montage (2). Ainsi cette exécution peut être utilisée
jusqu'à PN 400.
Têtes de sonde
Les sondes de Pitot JUMO flowTRANS DP P01/P02 sont disponibles avec les têtes suivantes :
Tête de sonde avec filetages extérieurs 1/4″ et 1/2″ NPT
V2.00/FR/00687101
Tête de sonde avec plaque à bride
pour montage de manifolds à 3 et 5 voies
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Sondes de Pitot pour vapeur
JUMO flowTRANS DP P03
Le montage entre la conduite et la sonde de Pitot est effectué avec un
raccord fileté à souder.
Pour des questions de sécurité, il faut veiller à l'étanchéité du raccord à
vis, c'est pourquoi il faut serrer à fond l'écrou de pression.
(1)
Vue de devant
Le matériau de sonde disponible est l'acier 1.4571 (AISI 316 Ti).
Les pots de condensation sont indispensables pour la mesure de débit
de vapeur :
•
Le collecteur d'eau dans les pots de condensation sert de protection thermique pour le convertisseur de mesure raccordé.
•
Les colonnes d'eau des pots de condensation doivent se trouver
au-dessus du convertisseur de pression différentielle, à des hauteurs hydrostatiques parfaitement identiques.
JUMO flowTRANS DP P04
La bride de la sonde (2) est vissée avec la bride de montage de la tubulure de montage (3).
Ainsi cette exécution peut être utilisée à des pressions de fonctionnement jusqu'à 100 bar à 450 °C.
(3)
(2)
(1)
Les pots de condensation sont indispensables pour la mesure de débit
de vapeur :
•
Le collecteur d'eau dans les pots de condensation sert de protection thermique pour le convertisseur de mesure raccordé.
•
Les colonnes d'eau des pots de condensation doivent se trouver
au-dessus du convertisseur de pression différentielle, à des hauteurs hydrostatiques parfaitement identiques.
V2.00/FR/00687101
Vue de devant
La sonde est fabriquée dans sa version standard en acier 1.4571 (AISI
316 Ti).
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Caractéristiques techniques
Propriétés mécaniques
Liquides, gaz
Vapeur
JUMO
JUMO
JUMO
JUMO
flowTRANS DP flowTRANS DP flowTRANS DP flowTRANS DP
P04
P03
P02
P01
Plage d'utilisation
Jusqu'à 200 °C (16 bar)
x
x
Jusqu'à 200 °C (25 bar)
x
x
x
x
xa
Jusqu'à 450 °C (100 bar) si 1.4571
Jusqu'à 1175 °C
x
x
x
a
Diamètre nominal
DN 25 à DN 2000 (1″ à 80″)
x
DN 40 à DN 800 (1 1/2″ à 32″)
x
DN 40 à DN 1000 (1 1/2″ à 40″)
x
DN 40 à DN 2000 (1 1/2″ à 80″)
x
Matériau de la sonde
1.4571
x
1.4462 (duplex), Inconel, Monel, 1.4539, Hastelloy C4, Incoloy 800,
PVDF
x
x
x
x
x
x
Matériau des pièces de montage
Acier au carbone, 1.4571
x
1.4462 (duplex), Inconel, Monel, 1.4539, Hastelloy C4, Incoloy 800,
PVDF
x
x
A335 Grad P1, A335 Grad P11, A335 Grad P22, A335 Grad P91
x
Raccord pour conduite
Raccord fileté à souder (raccord vissé avec manchon à souder et écrou
de pression)
x
Tubulure de montage (raccord à bride pour montage de la sonde)
x
x
x
Montage et démontage
Interruption du fonctionnement nécessaire
x
Vidange de la conduite nécessaire
a
x
x
x
Suivant l'utilisation des matériaux
Influences de l’environnement
Incertitude de mesure
L'incertitude de mesure pour les sondes de Pitot JUMO flowTRANS DP P s'élève à ±1 %.
Perte de pression
Faibles pertes de pression grâce à un profil de sonde optimisé en terme d'écoulement
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Forme
Les sondes de Pitot de toutes les séries pour liquides, gaz et vapeur sont disponibles en versions compacte et déportée. La version compacte ou
déportée caractérise le type de montage des composants suivants : sonde de Pitot, manifold et convertisseur de mesure.
JUMO flowTRANS DP P - version compacte
(3)
(2)
(1)
Vue de devant
Dans la version compacte, la sonde de Pitot (1), un manifold à 3 ou
5 voies (2) et le convertisseur de mesure (3) sont vissés en une unité
compacte.
JUMO flowTRANS DP P - version déportée
Dans la version déportée, la sonde de Pitot (1) et le convertisseur de
mesure (3) sont séparés l'un de l'autre.
En plus du manifold à 3 ou 5 voies séparé (2), il faut deux dispositifs
d'arrêt (4), deux tubes Ermeto de 12 × 1 mm (5) et les raccords Ermeto
correspondants (6) sur le dispositif d'arrêt et le manifold.
(3)
A cela s'ajoutent le cas échéant d'autres supports de montage pour le
convertisseur de mesure.
(2)
Vue de devant
Le coût du montage est supérieur à celui de la version compacte.
(5) (6) (4)
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(1)
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Montage
Position de montage (liquides)
REMARQUE !
Ne jamais monter une sonde de Pitot sur la conduite ! Les bulles d'air montantes peuvent fausser le résultat de la mesure !
Position de montage recommandée :
•
Monter la sonde de Pitot sur le côté ou sous la conduite.
•
Monter le convertisseur de pression différentielle en dessous de la prise de pression différentielle.
Position de montage (gaz)
REMARQUE !
Ne jamais monter une sonde de Pitot sous la conduite ! Le liquide transporté dans les gaz peut provoquer une hausse de la colonne de liquide et fausser le résultat de la mesure !
Position de montage recommandée :
•
Monter la sonde de Pitot sur le côté ou sur la conduite.
•
Monter le convertisseur de pression différentielle au-dessus de la prise de pression différentielle.
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Position de montage (vapeur)
REMARQUE !
Ne jamais monter une sonde de Pitot sur la conduite ! L'échange entre les différentes phases vapeur-eau doit pouvoir se dérouler
sans perturbations !
REMARQUE !
Ne pas calorifuger les pots de condensation !
Position de montage recommandée :
•
Monter la sonde de Pitot sur le côté de la conduite.
•
Monter le convertisseur de pression différentielle en-dessous de la prise de pression différentielle.
Les colonnes d'eau des pots de condensation doivent se trouver au-dessus du convertisseur de pression différentielle, à des hauteurs hydrostatiques parfaitement identiques.
Tronçons en amont et en aval
Comme le résultat de la mesure de la sonde de Pitot dépend de la formation d'un profil d'écoulement le moins perturbé possible, le choix d'un lieu
de montage adapté a une importance non négligeable.
Généralement il faut installer des vannes de régulation, des vannes papillon et des vannes d'arrêt derrière la sonde de Pitot. S'il n'est pas nécessaire de respecter les valeurs indiquées, il est possible de monter la sonde de Pitot après un coude ou dans un tronçon court en amont ou en aval.
Naturellement la précision en souffre. Dans les conditions d'écoulement les plus défavorables, elle peut s'élever à environ 3 %.
REMARQUE !
Là où on ne dispose pas de tronçons en amont et en aval droits, comme recommandé, la précision de la mesure peut être adaptée
aux conditions du tronçon de mesurage, à l'aide d'une mesure comparative (par ex. tube de Pitot, mesure à un point).
La mesure à un point garantit que la pression différentielle correspond à la vraie vitesse, si bien que la précision indiquée est atteinte.
Détails sur demande au fabricant.
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Les tronçons en amont et en aval nécessaires suivants sont vérifiés et validés par la pratique, et ils servent à choisir un lieu de montage adapté :
(A)
(B)
7 × DN
3 × DN
9 × DN
3 × DN
17 × DN
4 × DN
18 × DN
4 × DN
(A)
(B)
(A)
(B)
(A)
(A)
(B)
(B)
Rétércissement de la conduite
7 × DN
3 × DN
(A)
(B)
(A)
(B)
Extension de la conduite
7 × DN
3 × DN
Organe de régulation
24 × DN
4 × DN
(A)
(A)
Tronçon en amont
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(B)
Tronçon en aval
DN
(B)
Diamètre nominal (diamètre de la
conduite)
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Matériel livré
Exemples
JUMO flowTRANS DP P02
JUMO flowTRANS DP P04
(9)
(12)
(11)
(4)
(10)
(1)
(14)
(1)
(8)
(3)
(6)
(13)
(14)
(5)
(11)
(2)
(12)
(7)
Vue de devant
Vue de devant
Milieu de mesure : gaz
Milieu de mesure : vapeur saturée
Version : compacte
Version : déportée
(1)
Sonde de Pitot
(2)
Profil de la sonde
(3)
(4)
Tête de la sonde
(5)
Tubulure de montage
(6)
Bride de la sonde
Bride de fixation
(7)
Butée (si nécessaire)
(8)
Plaque signalétique
(9)
Pot de condensation
(10)
Dispositif d'arrêt
(12)
Convertisseur de pression différentielle (13)
Accessoires
(11)
Manifold (à 3 ou 5 voies)
(14)
Raccord Ermeto
Tuyau Ermeto 12 × 15 mm
Le convertisseur de pression différentielle JUMO dTRANS p02 DELTA ou JUMO dTRANS p20 DELTA transforment le sonde de pitot JUMO
flowTRANS DP P01, P02, P03 ou P04 en système de mesure du débit.
Autres accessoires disponibles sur demande.
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