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N°5 - Les caractéristiques des ventilateurs : le débit - niv 4 à 3

N°5 - Les caractéristiques des ventilateurs : le débit - niv 4 à 3

En formation de niveau 5 (CAP), on n'étudiera pas ce § ni les suivants.



Le ventilateur se caractérise principalement par son débit et sa Hmt.

Le débit est noté qv. Il s'exprime généralement en [m³/h].

Il est indiqué sur les plans pour une masse volumique de 1,2 [kg/m³], correspondant à de l'air à 20 [°C]. Nous reviendrons sur ce sujet, mais on pourra aussi étudier le dernier § du dossier « Température, dilatation en Génie Climatique ».

Nous verrons dans un autre dossier que le débit du ventilateur peut parfois se déterminer à partir d'une mesure de Hmt, mais plus généralement, il se détermine par mesure des vitesses d'air dans les gaines à l'aspiration ou au refoulement.

Pour une section de gaine donnée, plus la vitesse de l'air sera grande, plus le débit sera important.
Rappelons:

qv = v x S
Avec :
qv : débit volumique en [m³/s]
v : vitesse du fluide en [m/s]
S : section de passage en [m²]

On pourra étudier cette formule dans le dossier « Les débits volumiques et massiques en génie climatique ».        

Dans le cas des gaines de distribution d'air, la vitesse de l'air en mouvement se mesure avec un anémomètre.


Anémomètre à hélice Anémomètre à fil chaud

Source Kimo

Question

Q1: On mesure dans une gaine circulaire de DN 710 (diamètre 710 [mm]), une vitesse de circulation d'air de 4 [m/s].
Quel est le débit en circulation en [m³/s] et en [m³/h]?

1,58 [m³/s]
5698 [m³/h]


Explication :

Section de la gaine = 0,71² x 3,14 / 4 = 0,396 [m²]
qv = 0, 396 x 4 = 1,583 [m³/s]
Soit 5698 [m³/h]

Question

Q2: Quelle est en [m/s] la vitesse de circulation d'un débit d'air de 4500 [m³/h], dans une gaine rectangulaire de 500 [mm] × 600 [mm]?

4,17 [m/s]


Explication :
Surface = 0,5 x 0,6 = 0,3 [m²]
Débit qv = 4500 / 3600 = 1,25 [m³/s]
D'où :
Vitesse v = 1,25 / 0,3 = 4,17 [m/s]

La mesure des vitesses d'air doit s'effectuer autant que possible dans une portion de gaine rectiligne aussi loin que possible d'un obstacle ou changement de direction. La mesure des vitesses nécessite un important quadrillage de la section de la gaine car la répartition des vitesses n'est pas homogène.

Question

Q3: Nombre de points de mesure.
Combien de points de mesure ont été effectués dans la gaine ci-dessus?
Où l’air circule-t-il le plus vite? Pourquoi?

Il a été effectué 12 points de mesure.
On constate que l’air circule plus vite au centre de la gaine que sur les côtés du fait des ralentissements dus aux frottements de l’air sur les parois (pertes de charge).

Question

Q4: Indiquer la vitesse moyenne de l’air dans la gaine ci-dessus.
Quel est le débit d’air dans cette gaine en [m³/h]?

La vitesse moyenne de l’air dans cette gaine est de 4,67 [m/s].

Le débit d’air est donc de :
qv = 4,67 x 1,25 x 0,95 = 5,54 [m³/s]
Soit : 19950 [m³/h]

Pour une mesure de laboratoire, aussi précise que possible, la position des points de mesure est définie dans la norme NFX10-112.
Les mesures en gaine circulaire s'effectuent selon 2 axes perpendiculaires.