{"id":598,"date":"2018-01-18T15:59:40","date_gmt":"2018-01-18T15:59:40","guid":{"rendered":"http:\/\/ry0xysuxf.preview.infomaniak.website\/?p=598"},"modified":"2023-12-04T08:27:55","modified_gmt":"2023-12-04T08:27:55","slug":"guide-pratique-du-ventilateur-industriel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.airvision.be\/fr\/guide-pratique-du-ventilateur-industriel\/","title":{"rendered":"1. Guide pratique du ventilateur industriel"},"content":{"rendered":"\n

D\u00e8s qu’il y a mouvement de l’air, ily a perte de charge,de la m\u00eame mani\u00e8re que d\u00e8s qu’il y a courant \u00e9lectrique, il y a chute de tension. Autrement dit, il y aura d\u00e9placement d’air entre 2 points s’il existe une diff\u00e9rence de pression entre ces 2 points, de la m\u00eame mani\u00e8re qu’il y a aura un courant \u00e9lectrique que s’il y a diff\u00e9rence de potentiel.<\/p>\n\n\n\n

Types de ventilateurs<\/h2>\n\n\n\n

Le ventilateur est donc un g\u00e9nerateur de pression capable de contrer les pertes de charge et de mettre l’air en mouvement.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Th\u00e9oriquement, n’importe quel ventilateur, \u00e0 condition de le faire tourner \u00e0 la vitesse ad\u00e9quate, est capable de fournir n’importe quelle pression \u00e0 n’importe quel debit. Les limitations de r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux et le crit\u00e8re de rendement impliquent que l’on r\u00e9serve aux ventilateurs axiaux les grands d\u00e9bits aux faibles pressions et aux ventilateurs centrifuges les zones de d\u00e9bits mod\u00e9r\u00e9s \u00e0 plus forte pression.<\/p>\n\n\n\n

Pour un ventilateur centrifuge, une pale inclin\u00e9e vers l’avant produit plus de pression, mais fonctionne \u00e0 un rendement moindre qu’une pale inclin\u00e9e vers l’arri\u00e8re. Pour les applications industrielles, le critere du rendement implique l’utilisation massive des pales arri\u00e8res. Pour une question de co\u00fbt de fabrication, celle-ci est le plus souvent plane, ou courb\u00e9e dans un seul plan. Plus rarement, elle est car\u00e9nee en profil d’aile d’avion pour optimiser le rendement.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Fig.A : type de pales centrifuges couramment utilis\u00e9es<\/em><\/p>\n\n\n\n

Courbe du ventilateur<\/h2>\n\n\n\n

Le ventilateur est caract\u00e9ris\u00e9 par sa courbe pression-d\u00e9bit et sa courbe puissance absorb\u00e9e-d\u00e9bit, que l’on obtient sur banc d’essai. Pour les ventilateurs \u00e0 pales arri\u00e8res, la courbe pression-d\u00e9bit est en g\u00e9n\u00e9ral d’abord montante quand le d\u00e9bit augmente (cette zone est instable et peut provoquer le ph\u00e9nomene de pompage) ;puis \u00e0 partir d’un maximum, elle redescend continuellement ( c’est la zone de fonctionnement stable).<\/p>\n\n\n\n

La courbe puissance absorb\u00e9e-d\u00e9bit est en g\u00e9n\u00e9ral montante avec le debit, et passe parfois par un maximum avant de redescendre. Dans ce cas, le ventilateur est dit “non overloading”, car quel que soit le d\u00e9bit, on ne d\u00e9passera pas la puissance du moteur install\u00e9.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Fig. B.parabole de circuit equivalent
avec point de fonctionnement du ventilateur<\/p>\n\n\n\n

Point de fonctionnement du ventilateur<\/h2>\n\n\n\n

Le point de fonctionnement d’un ventilateur sur un circuit est le point de rencontre entre la courbe du ventilateur et la parabole des pertes de charge du circuit.<\/p>\n\n\n\n

Pression statique, dynamique et totale<\/h2>\n\n\n\n

La pression statique<\/strong> est celle qui se mesure perpendiculairement \u00e0 la paroi d’un r\u00e9servoir ou d’une gaine sous pression, et est ind\u00e9pendante de tout mouvement de l’air.<\/p>\n\n\n\n

La pression dynamique<\/strong> est celle qui nait de la vitesse de l’air. C’est elle qui s’exerce sur la main pass\u00e9e a l’exterieur d’un v\u00e9hicule en mouvement. C’est aussi celle qui est g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par la transformation de pression statique du ballon en baudruche lorsqu’il se d\u00e9gonfle, au droit de l’embouchure.<\/p>\n\n\n\n

La pression totale est la somme des pressions statique et dynamique, prises avec leur signe.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Ces diverses pressions s’expriment dans la pratique en Pa, daPa, mmce, ou encore mbar.
La pression dynamique peut se mesurer par diff\u00e9rence entre la pression totale et la pression statique,en reliant chacune de ces derni\u00e9res aux branches d’un manom\u00e8tre en U. C’est ce principe que l’on utilise avec le tube de Pitot.
La pression dynamique est une image de la vitesse de l’air,et donc du debit.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Masse volumique<\/h2>\n\n\n\n

Dans les conditions Normales<\/strong>, c’est-\u00e0-dire fix\u00e9es par convention a 0\u00b0c et \u00e0 la pression atmospherique au niveau de la mer, la masse volumique de l’air est \u00e9gale a 1.293 kg\/Nm3. Pour une autre temp\u00e9rature, ou une autre pression, elle varie selon la loi suivante: <\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Cons\u00e9quence de la variation de masse volumique avec la pression et la temperature, il faut tenir compte de cette variation pour les fluides chauds, ainsi que lors du dimensionnement d’un ventilateur fonctionnant en altitude. En outre, dans ce cas particulier, du fait de la moindre densite de I’air,le refroidissement du moteur d’entrainement est moins efficace et il faut, en general, le d\u00e9classer.<\/p>\n\n\n\n

Pertes de charge<\/h2>\n\n\n\n

Les pertes de charge d’un circuit sont habituellement proportionnelles au carr\u00e9 du debit et sont donc des paraboles du second degr\u00e9 passant par l’origine dans un systeme d’axe debit-pression. Elles sont de la forme:<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

o\u00f9 k est un coefficient propre \u00e0 l’accident dent de circuit rencontr\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

La parabole du circuit \u00e9quivalent est donc la somme de chacune des paraboles particuli\u00e8res des diverses pertes de charge rencontr\u00e9es sur le circuit, \u00e0 l’occasion d’accidents locaux (coudes,\u00e9largissements de section….) ou d’appareils(filtres, \u00e9changeur de chaleur …).<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Puissance absorb\u00e9e<\/h2>\n\n\n\n

La puissance absorbee \u00e0 l’arbre est \u00e9gale \u00e0 la puissance utile fournie au fluide, divis\u00e9e par le rendement du ventilateur.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Pour obtenir la puissance absorb\u00e9e au r\u00e9seau \u00e9lectrique, il faut en outre tenir compte des rendements de la transmission, du moteur \u00e9lectrique et du variateur de vitesse eventuel.<\/p>\n\n\n\n

Lois des ventilateurs<\/h2>\n\n\n\n

1\/<\/strong> Sans modifier le circuit sur lequel est plac\u00e9 le ventilateur, \u00e0 masse volumique constante, si on modifie uniquement la vitesse de rotation du ventilateur en passant de N (tr\/min) \u00e0 N2, on obtient de nouvelles conditions de fonctionnement r\u00e9pondant aux lois ci-dessous:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

2\/ Sur un circuit donn\u00e9, \u00e0 vitesse constante, si le fluide v\u00e9hicule passe d’une masse volumique p1 (kg\/m3) \u00e0 p2,<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • le d\u00e9bit volumique ne varie pas: Q2\/Q7 = 1<\/li>\n\n\n\n
  • les pertes de charge, de m\u00eame que la pression engendr\u00e9e par le ventilateur varient dans le rapport des masses volumiques :H2\/H1= p2\/p7.<\/li>\n\n\n\n
  • la puissance absorbee varie dans le rapport des masses volumiques: P2\/P1= p2\/p 7.<\/li>\n\n\n\n
  • le rendement du ventilateur ne varie pas.<\/li>\n\n\n\n
  • le point de fonctionnement se d\u00e9place verticalement<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Bruit des ventilateurs<\/h2>\n\n\n\n

    Les ventilateurs sont des machines particulierement bruyantes qui n\u00e9cessitent souvent un traitement acoustique, par l’isolation de la volute et\/ou l’adjonction de silencieux d’aspiration et de refoulement.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Volute de ventilateur acoustiquement isol\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

    Pression et puissance acoustique<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    L’oreille est sensible aux variations de pression <\/em>de l\u2019air engendr\u00e9es par les vibrations sonores. De la m\u00eame mani\u00e8re, le micro du sonom\u00e8tre mesure la pression acoustique <\/em><\/strong>s’exer\u00e7ant sur sa membrane.<\/p>\n\n\n\n

    Les niveaux de pression acoustique <\/em><\/strong>(Lp en dB) sont toujours exprim\u00e9s en fonction d’une distance par rapport \u00e0 la source. Par contre, les niveaux de puissance acoustique <\/em><\/strong>(Lw en dB) ) sont ind\u00e9pendants de la distance et, dans le cas d’une source \u00e9mettant uniform\u00e9ment dans toutes les directions, ils peuvent \u00eatre obtenus en multipliant la pression par la surface de la sph\u00e8re de rayon \u00e9gal \u00e0 la distance de mesure de la pression acoustique par rapport \u00e0 la source. <\/p>\n\n\n\n

    Si P = pression acoustique en w\/m ,<\/em>W= puissance acoustique en W;et r= rayon de la sph\u00e8re, centr\u00e9e sur la source, et dont la surface externe passe par le point de mesure,<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Si la source a un effet de directivit\u00e9, elle \u00e9met toujours au total la puissance W, mais non plus de mani\u00e8re isotropique \u00e0 travers une sph\u00e8re .On prendra en compte un facteur de directivit\u00e9 Q, qui vaut 2 pour une source au sol en champ libre, 4 si la source est plac\u00e9e contre un mur r\u00e9verb\u00e9rant, et 8 si elle est plac\u00e9e dans un coin form\u00e9 par le sol et 2 murs r\u00e9verb\u00e9rants.<\/p>\n\n\n\n

    On a donc :<\/p>\n\n\n

    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

    Cons\u00e9quence de la formule ci-dessus, on peut calculer ce que devient un niveau de bruit lorsqu’on modifie la distance de mesure et que l\u2019on passe de la distance r1 \u00e0 r2.<\/p>\n\n\n\n

    Lp2 = Lp1 +10.log(r1\u00b2\/r2\u00b2) = Lp1 + 20.log(r1 \/r2 ).<\/p>\n\n\n\n

    En particulier, si on double la distance: Lp2 = Lp1 – 6.<\/p>\n\n\n\n

    Courbes de pond\u00e9ration A<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    La physiologie de l’oreille humaine est telle qu’elle ne per\u00e7oit pas comme \u00e9galement g\u00eanants deux bruits de m\u00eame pression acoustique, \u00e9mis \u00e0 des fr\u00e9quences diff\u00e9rentes.
    Afin de rendre comparables les g\u00eanes auditives, on est amen\u00e9 \u00e0 pond\u00e9rer les pressions acoustiques selon les fr\u00e9quences auxquelles elles sont \u00e9mises, en fonction de la sensibilit\u00e9 de l’oreille \u00e0 ces fr\u00e9quences. On utilise le plus fr\u00e9quemment la courbe de pond\u00e9ration A donn\u00e9e ci-dessous.<\/p>\n\n\n\n

    Fr\u00e9quence moyenne de bande d’octave<\/td>Hz<\/td>63<\/td>125<\/td>250<\/td>500<\/td>1k<\/td>2k<\/td>4k<\/td>8k<\/td><\/tr>
    Pond\u00e9ration A<\/td>dB<\/td>-26<\/td>-16<\/td>-8.6<\/td>-3.2<\/td>0<\/td>+1.2<\/td>+1<\/td>-1.1<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
    Fig.I.Courbe de pond\u00e9ration A.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Composition de niveaux acoustiques<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Pour obtenir le niveau de bruit global d’un spectre acoustique, il faut additionner logarithmiquement les Lti \u00e9mis dans chaque bande d’octave.<\/p>\n\n\n

    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

    On peut aussi utiliser la formule ci-dessus pour conna\u00eetre le niveau de bruit r\u00e9sultant \u00e9mis par plusieurs sources. En faisant l’exercice, on constatera que, si l\u2019\u00e9cart de niveau de bruit entre 2 sources d\u00e9passe 10 dB, l\u2019addition des deux niveaux donne une correction n\u00e9gligeable par rapport au plus bruyant. On dit alors que le plus bruyant \u201dmasque\u201d le moins bruyant<\/p>\n\n\n\n

    En particuIier,si Lr est le bruit d\u2019un seul ventilateur, le bruit r\u00e9sultant de deux ventilateurs identiques fonctionnant c\u00f4te \u00e0 c\u00f4te sera 3 dB sup\u00e9rieur \u00e0 celui d’un ventilateur fonctionnant seul. En effet:<\/p>\n\n\n

    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

    On peut \u00e9videmment extrapoler \u00e0 n ventilateurs. S\u2019ils ne sont pas identiques, on fera d\u2019abord l\u2019addition logarithmique des n niveaux bande, de fr\u00e9quence par bande de fr\u00e9quence, et on recomposera ensuite le spectre de valeurs r\u00e9sultantes pour obtenir le niveau global.<\/p>\n\n\n\n

    Champs libre et r\u00e9verb\u00e9rant<\/h3>\n\n\n\n

    Les formules ci-dessus fonctionnent si on est en champ libre, non r\u00e9verb\u00e9rant. Si on est dans un local, on est en pr\u00e9sence d\u2019obstacles sur lesquels les ondes sonores se r\u00e9fl\u00e9chissent et viennent influencer la mesure par l\u2019addition d\u2019ondes indirectes. Une \u00e9tude acoustique du local par une soci\u00e9t\u00e9 sp\u00e9cialis\u00e9e permettra de calculer son co\u00e9fficient moyen d\u2019absorption acoustique o,par application de la formule dite de Sabine qui lie entre eux o,le volume du local, la surface de ses parois, et le temps de r\u00e9verb\u00e9ration du local. Cette \u00e9tude permettra de d\u00e9finir le niveau de bruit acceptable de chaque machine prise isol\u00e9ment pour que le niveau de bruit r\u00e9sultant soit inf\u00e9rieur au niveau requis (g\u00e9n\u00e9ralement 85 dBA).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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