Courbe de performance caractéristique d'un soufflant Roots
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| 1. Introduction |
| 2. Courbe de performance du soufflant |
| 3. Comment utiliser une courbe de performance d'un soufflant |
1. Introduction
Qu'est-ce qu'une courbe de performance d'un soufflant ?
La courbe de performance d'un soufflant Roots (un type de soufflant à déplacement positif équipé de 2 ou 3 lobes popularisé par Roots - maintenant partie de Howden Roots) est une donnée de conception clé pour choisir correctement un soufflant pour une nouvelle ligne de transport pneumatique, ou pour évaluer ou dépanner une ligne existante. Elle est comparable dans sa fonction aux caractéristiques de pompe en dynamique des fluides.
2. Courbe de performance du soufflant
Comment utilise-t-on une courbe de performance d'un soufflant ?
Une courbe de performance d'un soufflant typique tracera les données suivantes pour un soufflant donné :
- La vitesse du soufflant (rotor du soufflant Roots) en tr/min
- Le débit d'air à travers le soufflant en m3/h : il faut prendre soin de vérifier dans quelles conditions est exprimé le débit d'air
- La puissance requise en kW
- L'élévation de température en K
Un soufflant Roots peut être utilisé comme un compresseur (pressuriser la ligne de transport pneumatique) ou comme une pompe à vide (créer une dépression à la fin de la ligne pour aspirer l'air au début de la ligne de transport). Notez que la courbe de performance en SERVICE DE PRESSION ou DE VIDE est différente. Sélectionnez celle qui convient à vos besoins.
Un exemple de courbe de performance est donné ci-dessous pour un soufflant Roots en service vide.
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3. Comment utiliser une courbe de performance d'une soufflante
Comment lire une courbe de performance d'une soufflante ?
Conception d'une ligne de transport pneumatique
La sortie d'un transport pneumatique en phase diluée calcul est de savoir quel débit d'air est nécessaire pour transporter le matériau, et quel chute de pression est attendue.
Exemple de calcul de dimensionnement d'une soufflante : une étude montre qu'il faut, pour une phase diluée transport pneumatique par vide, un débit d'air à la prise de 350 m3/h sous une chute de pression de la ligne de 300 mbar. Une soufflante est disponible dans l'usine et l'ingénieur veut vérifier s'il peut la réutiliser ou s'il doit en acheter une nouvelle.
L'air à la prise est à 20°C.
L'ingénieur calcule d'abord quel est le débit d'air à l'aspiration de la soufflante, avec la chute de pression de 300 mbar. L'ingénieur convertit le débit d'air :
Q2 = (101325)*350 / (101325 - 30000) = 497 m3/h = 8,3 m3/min à des conditions d'aspiration
L'ingénieur peut alors vérifier si la soufflante proposée peut fournir ce débit d'air sous cette chute de pression. L'ingénieur vérifie le point de fonctionnement sur le graphique et peut alors définir à quelle vitesse la soufflante doit tourner, quelle puissance elle nécessitera et quelle élévation de température elle générera.
Dans ce cas, la soufflante tournera autour de 3550 tr/min, ce qui est raisonnable, nécessitera environ 6 kW et augmentera la température de l'air d'environ 40°C. Comme la soufflante peut fonctionner jusqu'à une chute de pression de 500 mbar et à une vitesse plus élevée, elle semble avoir une réserve suffisante et peut donc être sélectionnée.
Étude d'une ligne de transport pneumatique existante
Très souvent, un ingénieur devra évaluer et régler une ligne existante pour laquelle peu ou pas de données de conception sont disponibles. Si l'ingénieur peut au moins obtenir les données de performance de la soufflante, au moins la courbe de performance de la soufflante, il peut calculer le débit d'air et alors la vitesse de l'air dans la ligne et le rapport de charge de solides qui sont des données critiques pour évaluer une ligne et ce qui peut être fait pour améliorer son fonctionnement.
Exemple : un ingénieur est appelé pour évaluer une ligne qui casse trop le produit qu'elle transporte. Il s'agit d'une ligne de transport pneumatique à vide, avec un diamètre de tuyau de 66 mm, d'environ 30 m de longueur de transport. Le débit massique du produit est de 1,5 t/h. La perte de pression est de 300 mbar.
L'ingénieur visite la ligne et vérifie le souffleur. Il fonctionne à 100% sur le PLC, ce qui correspond à 3600 tr/min de l'unité racine du souffleur. L'ingénieur trouve dans la documentation le graphique de performance et l'utilise pour calculer le débit d'air réel dans la ligne.
À cette vitesse et sous cette perte de pression, le souffleur aspire 8,5 m3/min d'air à 20°C. L'ingénieur calcule ensuite le débit d'air à l'aspiration du produit, ce qui signifie sous pression atmosphérique et également 20°C.
Q2 = (101325 - 30000)*8,5 / (101325) = 6 m3/min = 360 m3/h aux conditions d'entrée du produit
Le débit massique d'air peut être calculé à partir de la masse volumique d'air à 101325 Pa et 20°C :
mair = 360*1,22 = 440 kg/h
La vitesse de transport peut également être calculée :
Ude prise = 29 m/s
Ufin = 41 m/s
Le rapport de charge de solides peut également être calculé = 1500 / 440 = 3,4
Ainsi, l'ingénieur peut tirer les conclusions suivantes : la vitesse d'air de transport est TRÈS élevée, le rapport de charge de solides est assez faible. L'ingénieur peut alors essayer de réduire la vitesse du souffleur pour atteindre un rapport de charge de solides de 5. Cela donne un débit massique d'air de 300 kg/h et une vitesse à la prise de 19,9 m/s qui semble beaucoup plus conventionnel et réduira donc de manière significative la cassure de matière et également l'usure des tuyaux. Cela devrait également réduire la consommation d'énergie du souffleur de manière significative.