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Etude etconceptiond’un bancd’essai pourles soupapesde respiration
Projet de fn d’Etudes :
Ecole Nationale d’Ingénieursde Sax
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MEMOIRE
PRÉSENTÉ À
L’ECOLE NATIONALE D’INGÉNIEURS DE SFAX
DÉPARTEMENT DE MÉCANIQUE
EN VUE DE L’OBTENTION DU
DIPLÔME NATIONAL D’INGÉNIEUR EN GÉNIE
ELECTROMÉCANIQUE PAR
JAMIL JAOUA
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Soutenu le 30 juin 2015, devant la commission d’examen
- M. Chaari Fakher- M. h!i" M#ha$e%- M. E!a#&% Sa$i- M. A'%#&!i A'%e!'a(e)
Président
ExaminateuEncadrantacadémiuEncadrant i
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PLAN DE TRA*A
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#$%es soupapes derespiration2$%es procédures d’essai des
soupapes3$&onctionnement du bancd’essai!$'imensionnement et ()oix dcomposants
"$Installation des soupapes
*$'esign du banc d’essai
+$(onclusion
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LES SOUPAPE
DE RESPIRATIO
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P#$+a,e
*i%ae
Li&i%e
E/+a(e %e 0a+e&r 1 +re//i#%e 0a+e&r
D#2e/ %e (#(e+)i# %e/r2/er0#ir/• Pre//i# $a3i$a!e %e /er0i(e• *i%e $a3i$a! %e /er0i(e
(aractéristiues des bacs de stoc,age
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Ca&/e/ %e !a /&r+re//i# 4•
.emplissage du réser/oir
• Elé/ation de la température
• 'ilatation t)ermiue
• 'iminution de la pressionatmosp)ériue
(aractéristiues des bacs de stoc,age
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Ca&/e/ %e !a %2+re//i# 4•
1idange du réser/oir
• 'iminution de la températureextérieure
• (ondensation du uide stoc,é
• Elé/ation de la pression
atmosp)ériue
(aractéristiues des bacs de stoc,age
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D & e a &
+ # $ + a , e
D & e a &
( h a - , e $ e - ) % e
) 2 $ + 2 r a ) & r e
S&r+re//i# D2+re//i#
Entrée de l’atm
Sortie de /apeur Entrée de l’atm
*e)i!a)i#re&i/e
(aractéristiues des bacs de stoc,age
Entrée de l’atmSortie de /apeurPompage
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%es soupapes de respiration sont des organes de su’on installe sur les bacs et les réser/oirs de stoc,
t5c)e principale est de maintenir la pression internréser/oirs dans les conditions de conception duranles opérations normales6 et dans les cas de c)angeclimatiues ou d’incendies4
%es soupapes de respiration
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La +re//i# i)ere a&,$e)e
(omment une soupape op7re
F#()i#e$e) e /&r+re//i#
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Re"#&!e$e) %e !a +re//i# e e3(5/
(omment une soupape op7re
F#()i#e$e) e /&r+re//i#
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Cr2a)i# %& 0i%e %a/ !e r2/er0#ir
(omment une soupape op7re
F#()i#e$e) e %2+re//i#
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A/+ira)i# %e !’air a)$#/+h2ri
(omment une soupape op7re
F#()i#e$e) e %2+re//i#
7
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Re"#&!e$e)
A/+ira)i#
(omment une soupape op7re
F#()i#e$e) e %2+re//i# e)e +re//i#
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'é ill d
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'éaillance des soupapes
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LES PROCEDURESD’ESSAI DESSOUPAPES
%es procédures d’essai
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%es procédures d essai
E//ai %e !a +re//i# %e (#/i,e%es procédures d’essai découlent de la norme 8PI2 et IS9
• ne ois la soupape bien montée sur le banc d’essai6 il aula pression ;ou la dépression< d’entrée
• %a pression ;ou dépression< de consigne est le point = partpression ne /arie plus a/ec une augmentation du débit d’a
• (e test doit >tre répété trois ois6 les trois /aleurs mesuréeappartenir = l’inter/alle de tolérance indiué sur la plaue
%es procédures d’essai
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%es procédures d essai
E//ai %’2)a(h2i)2%es procédures d’essai découlent de la norme 8PI2 et IS9
• 8ccumuler une pression ;ou dépression< égale = +"? de laconsigne
• 'étecter le taux de uite de la soupape
• %e taux de uite mesuré ne doit pas dépasser les /aleurs s
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FONCTIONNEMENDU 6ANC D’ESSA
nctionnement du banc d’essai
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nctionnement du banc d essai
Me/&re %& )a&3 %e "&i)e
Pour mesurer le taux de uite d’une soupape de respiration on/a sui/re la mét)ode sui/ante :
•8juster une pression égale = +"? de la pression de consigne= l’entrée de la soupape
•%es uites ;si présentes< /ont diminuer la pression4 8 ce
moment l= ajuster lentement le débit jusu’= ce ue lapression se stabilise4 (et éuilibre est traduit par l’égalitéentre le taux de uite et le débit ajusté4 %e débit ajusté seramesuré par un débimétre installé a/ant la soupape
nctionnement du banc d’essai
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nctionnement du banc d essai
# (ompresseur2 Pompe = /ide36 !6#2 1annes = pointeaux"6 *6 +6 -6 #6## 1annesd’isolement#3 Soupape = tester#! .éser/oir de test
#" Indicateur de pression
nctionnement du banc d’essai
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nctionnement du banc d essai
Soit un réser/oir d’air de 1olume 1 ui est en train de se /ider par unepompe a@ant un débit A4 %e temps de /idange de ce réser/oir estdonné par:
(ette éuation est analogue = celle du circuit .(
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DIMENSIONNEMENTC7OIX DES
COMPOSANTS
esure de la pression
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esure de la pression
%e manom7tre utilisé est un manom7tre =capsule CID8 ui a les caractéristiues
sui/antes:
•Etendue de mesure $#44# mbar
•'iam7tre # mm
•(lasse #4*
•Erreur 3 mbar
esure de la pression
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esure de la pression
Pour compenser l’erreur aite par le manométre =capsule on /a éuiper le banc d’essai par un
manom7tre = colonne liuide ui a lescaractéristiues sui/antes:
•Etendue de mesure $"44" mbar
•.ésolution 4" mbar
•'imension ##+x+2x2+
•Poids 24- Dg
limentation en débit
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limentation en débit
%e débit de la pompe = /ide inue sur la /itesse d’accumulatipression 4 Plus le débit de la pompe est aible plus l’ajustemepression est précis4 'e m>me pour le compresseur
Pompe = mem$'ébit : 3 %min
$Pression ultime d’aspiration :
$Puissance : #! F
$'imensions : 223x#!3x#*3
$ Gruit : !- dG
limentation en débit
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limentation en débit
(ompresseur mpiston
$'ébit : 2 %min
$Pression maxi: ! bar
$Puissance: 0! C
$'imensions : 2*x#3x#+
$Gruit : "3 dG
'ébitmétrie
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'ébitmétrie
%e débimétre du banc d’essai doit >tre capable pour mesurer uite maximale donné par la norme
•Etendue de mesure
anne de régulation
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anne de régulation
anne d’isolement
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anne d isolement
éser/oir de test
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éser/oir de test
%e réser/oir a une longeur de +* mm et un diam7tre de !dimensionné selon la norme 8SBE 1iii di/ # pour une pression
Di$e/i#e$e) e +re//i#
Epaisseur de la /irole
Epaisseur des onds
%a norme impose unesurépaisseur de corrosion de
#4" mm donc :
tc H 24#3 mm 6 tH242! mm
tc H t H !mm
éser/oir de test
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Di$e/i#e$e) e %2+re//i#%e !a 0ir#!eEtape # : %' et 't
Etape 2 : 'étermination de la déormation critiue 8
Etape 3 : 'étermination de la contrainte critiue de ambageutilisant 86 le module de @oung et la température de ser/ice
Etape ! :
Si P Pa ()anger les param7tres géometriues ;%6'6t< et re jusu’= ce ue P soit inérieure = Pa
Sinon6 le dimensionnement est correct
Pression externe admissible
éser/oir de test
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Di$e/i#e$e) e %2+re//i#%e/ "#%/Etape # : 'étermination de la déormation critiue 8
Etape 2 : 'étermination de la contrainte critiue de ambageutilisant 86 le module de @oung et la température de ser/ice
Etape 3 :
Si P Pa ()anger les param7tres géometriues ;'6t< et rea jusu’= ce ue P soit inérieure = Pa
Sinon6 le dimensionnement est correct
Pression externe admissible
éser/oir de test
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Jest )@drostatiue
*2ri8(a)i# %& (a!(&! +ar2!2$e)/ 8i/
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INSTALLATIO
DES SOUPAPE
stallation des soupapes
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p p%es normes imposent ue la connexion entre le réser/oir de tsoupapes se asse = tra/ers des conduites ui ont le m>me dla soupape = tester4
S#!&)i# 4
stallation des soupapes
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p p
stallation des soupapes
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%e s@st7me de serrage fxe lasoupape = tester sur son adaptateuret assure aussi l’étanc)eité4 Sansoublier u’un serrage rapide estsou)aitable
p p
stallation des soupapes
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p pPour s’assurer de la fabilité du s@st7me de serrage on /a modernier comme suit:
%a orce & est liée au couple de serrage ( par la ormule sui/anH 4#+" &
%a pression exerce une orce &p H S x P a/ec S la surace projetdes adaptateurs
%e couple de serrage minimal est (min H P S % 4#+" ! a
Pour : aH23mm %H#0mm PH# Pa SH - mK on trou/e
.G H &a%
ELort de serrage!x.G
stallation des soupapes
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p p
( H #" N4m& H -" NEpaisseur 2 mm
%a 7c)e est donnée par:
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DESIGN DU 6ANC D’ES
'esign
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#
2
'esign
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'esign
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'esign
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CONCLUSION
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(o
Tout le long de ce travail on a ea!erre"ecter au #a$i#u# le e$igence d
oci%t% & de la nor#e API'((( et de la %et de l)environne#ent*
+o##e une a#%lioration de "er,or#an-anc d)eai on "eut intall% un "u"itre
co##ande ou on va viuali% la "reiotet en ,onction du te#"& cette olution. la lecture de la "reion de conigne e
%li#ine le erreur de lecture co##iel)o"%rateur
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MERCI POUR
*OTRE ATTENTI