Transport des fluides: : les tuyauteries

Auteur(s) :

Duroudier, Jean-Paul Découvrir l'auteur

Résumé

Description des différentes canalisations d'une ligne de transport liquide, avec le détail du calcul. Contient de nombreux exemples pratiques. ©Electre 2017

Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- 2017
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (325 p.) : illustrations en noir et blanc ; 24 x 16 cm
Collections
- Equipements industriels pour le génie des procédés
Sujet(s)
- Mécanique des fluides
- Machines à fluides
ISBN
- 978-1-78405-178-5
Indice
- 660 Industrie et génie chimiques
Quatrième de couverture
- Équipements industriels pour le génie des procédés
  Cet ouvrage est le neuvième volume de la série Equipements industriels pour le génie des procédés. Il propose une étude approfondie et diversifiée de cette discipline.
  Transport des fluides, les tuyauteries offre la description et le calcul de pompes, compresseurs et ventilateurs, éjecteurs à liquide et éjecteurs à gaz, tuyauteries (diamètre, résistance mécanique), vannes de sectionnement et vannes de régulation, vis extrudeuse pour produits pâteux ou végétaux, soupapes de sûreté et disques de rupture. De nombreux exemples numériques sont proposés. Le calcul d'une ligne de transport de liquide est détaillé. La technique du vide ainsi que le comportement des liquides non newtoniens sont présentés.
  Riche de nombreux exemples pratiques, ce livre développe des expressions utiles pour créer des logiciels. Les annexes et les références bibliographiques facilitent le calcul des matériels et sont une aide au lecteur pour approfondir les questions de son choix.
Tables des matières
- - Transport des fluides
  - Jean-Paul Duroudier
  - iSTE
  - Avant-propos15
  - Chapitre 1. Ejecteurs à liquide et éjecteurs à gaz17
  - 1.1. Généralités - Principe de l'éjecteur17
  - 1.2. L'éjecteur liquide-liquide18
  - 1.2.1. Les paramètres du problème18
  - 1.2.2. Recherche de l'équation caractéristique19
  - 1.3. Ejecteurs à gaz : thermocompresseurs22
  - 1.3.1. Les paramètres du problème22
  - 1.3.2. Débit et vitesse du fluide moteur23
  - 1.3.3. Débit et vitesse du fluide aspiré24
  - 1.3.4. Consommation spécifique (sigma)25
  - 1.3.5. Etude du mélange des deux gaz25
  - 1.3.6. Taux de compression global28
  - 1.4. Utilisation pratique des éjecteurs et thermocompresseurs31
  - 1.4.1. Intérêts de ces appareils31
  - 1.4.2. Taux de compression et montage des éjecteurs31
  - 1.4.3. Similitude entre gaz aspirés32
  - 1.4.4. Stabilité et point de décrochage33
  - 1.4.5. Formation de glace à la sortie de la tuyère d'éjection33
  - 1.4.6. Régulation des éjecteurs34
  - 1.4.7. Calcul simplifié de la consommation spécifique d'un éjecteur34
  - 1.4.8. Conclusion36
  - Chapitre 2. Dimensionnement des tuyauteries, fluides non newtoniens, coups de bélier37
  - 2.1. Détermination du diamètre des tuyauteries37
  - 2.1.1. Le diamètre extérieur des tuyauteries métalliques37
  - 2.1.2. Choix de la vitesse dans les tuyauteries38
  - 2.1.3. Chute de pression disponible41
  - 2.1.4. Calcul de la chute de pression41
  - 2.1.5. Traduction en unités pratiques (liquides)42
  - 2.1.6. Gaz43
  - 2.1.7. Liquides visqueux newtoniens44
  - 2.1.8. Fluides non newtoniens46
  - 2.2. Détermination de l'épaisseur des tuyauteries47
  - 2.2.1. Conditions de calcul mécanique47
  - 2.2.2. Tenue à la pression48
  - 2.2.3. Tenue au vide49
  - 2.2.4. Surépaisseur de corrosion et épaisseur définitive50
  - 2.3. Les brides, les joints et les accessoires51
  - 2.3.1. Les brides et leur fixation51
  - 2.3.2. Le choix des brides et des joints51
  - 2.3.3. Deux types d'accessoires de tuyauterie53
  - 2.4. Les ondes sonores dans les tuyauteries54
  - 2.4.1. Célérité de l'onde54
  - 2.4.2. Atténuation naturelle des ondes sonores57
  - 2.5. Mécanisme des coups de bélier60
  - 2.5.1. Fermeture d'une vanne, équation de la pression60
  - 2.5.2. Equation de la pression sous forme intégrée62
  - 2.5.3. Les équations complètes du problème63
  - 2.6. Méthode de simulation approchée pour tuyauteries simples (sans accessoires intermédiaires de robinetterie)65
  - 2.6.1. Hypothèse des valeurs moyennes65
  - 2.6.2. Interprétation physique67
  - 2.6.3. Conditions aux limites68
  - 2.6.4. Diagramme de propagation70
  - 2.6.5. Procédure de calcul72
  - 2.7. Méthode graphique simplifiée73
  - 2.7.1. Préliminaires73
  - 2.7.2. Procédure pratique74
  - 2.8. Les ballons anti-bélier77
  - 2.8.1. Définition77
  - 2.8.2. Influence du ballon sur la surpression78
  - 2.8.3. Oscillations du niveau du liquide dans le ballon79
  - 2.8.4. Equations du frottement à la paroi81
  - 2.8.5. Résolution de l'équation d'atténuation82
  - 2.8.6. Affaiblissement d'une onde sonore le long d'une tuyauterie pour un trajet unique83
  - Chapitre 3. Vannes de sectionnement et vannes de régulation85
  - 3.1. Généralités sur les vannes85
  - 3.1.1. Terminologie85
  - 3.1.2. Les pièces essentielles d'une vanne86
  - 3.1.3. Etanchéité87
  - 3.1.4. Tenue à la corrosion et à l'abrasion88
  - 3.1.5. Tenue à la pression et à la température88
  - 3.2. Les différents types de vannes89
  - 3.2.1. Classification et plan d'étude des vannes89
  - 3.2.2. Vannes à soupape90
  - 3.2.3. Vannes d'angle91
  - 3.2.4. Autres vannes à soupape particulières92
  - 3.2.5. Vanne de régulation à obturateur excentré93
  - 3.2.6. Vanne à boisseau94
  - 3.2.7. Vanne à membrane96
  - 3.2.8. Vanne à manchon97
  - 3.2.9. Vanne papillon98
  - 3.2.10. Vanne porte98
  - 3.2.11. Vanne guillotine99
  - 3.2.12. Vanne à cage100
  - 3.2.13. Vanne multivoies101
  - 3.3. Choix et calcul des vannes de régulation103
  - 3.3.1. Intérêt des vannes de régulation103
  - 3.3.2. Ecoulement dans une vanne104
  - 3.3.3. Aspect thermodynamique et principe de calcul105
  - 3.3.4. Calcul du C_v avec les débits en volume105
  - 3.3.5. Le K_v du système international d'unités107
  - 3.3.6. Calcul du C_v avec les débits en masse109
  - 3.3.7. Ecoulement laminaire d'un liquide109
  - 3.3.8. La signification du C_v110
  - 3.3.9. Cavitation d'un liquide dans une vanne111
  - 3.3.10. Débit limite d'un liquide entrant à sa température d'ébullition111
  - 3.3.11. Conclusion pour les liquides114
  - 3.3.12. Coefficient de détente pour un gaz114
  - 3.3.13. Régime sonique pour les gaz115
  - 3.3.14. Graphe caractéristique d'une vanne de régulation115
  - 3.3.15. Plages opératoires117
  - 3.3.16. Installation d'une vanne de régulation118
  - 3.4. Les paramètres procédé d'une vanne de régulation119
  - 3.4.1. Variation de pression dans une ligne119
  - 3.4.2. Perturbations sur une ligne122
  - 3.4.3. Définition des vannes de régulation (principes)122
  - Chapitre 4. Moteurs électriques, performances et choix des pompes, ventilateurs127
  - 4.1. Choix des moteurs127
  - 4.1.1. Généralités127
  - 4.1.2. Puissance installée127
  - 4.1.3. Tension d'alimentation128
  - 4.1.4. Vitesse de rotation128
  - 4.2. Mise en oeuvre des moteurs128
  - 4.2.1. Démarrage128
  - 4.2.2. Puissance consommée dans une installation130
  - 4.3. Les turbopompes131
  - 4.3.1. Les principaux types de turbopompes131
  - 4.3.2. Les pompes centrifuges131
  - 4.3.3. Rendement des pompes centrifuges136
  - 4.3.4. Couple normal-secours de pompes centrifuges138
  - 4.3.5. Critère d'écoulement du liquide140
  - 4.3.6. Sécurité140
  - 4.3.7. Etanchéité de la sortie d'arbre140
  - 4.3.8. Nécessité du refroidissement141
  - 4.3.9. Marche à sec des pompes centrifuges142
  - 4.3.10. Pompes centrifuges étanches142
  - 4.3.11. Les pompes hélices143
  - 4.3.12. Puissance à l'arbre des turbopompes143
  - 4.3.13. La cavitation144
  - 4.4. Les pompes volumétriques146
  - 4.4.1. Nécessité des pompes volumétriques146
  - 4.4.2. Pompes à piston146
  - 4.4.3. Pompes à engrenages148
  - 4.4.4. Pompes Moyno (ou plutôt Moineau)148
  - 4.4.5. Pompes à double vis149
  - 4.4.6. Pompes volumétriques étanches (à membrane)149
  - 4.4.7. Pompes volumétriques et pression nette à l'aspiration149
  - 4.4.8. Régulation de débit des pompes volumétriques149
  - 4.4.9. Puissance à l'arbre150
  - 4.5. Cas particuliers150
  - 4.5.1. Pompes pour mélanges liquide-gaz150
  - 4.5.2. Pompes auto-amorçantes151
  - 4.5.3. Pompage des bouillies151
  - 4.5.4. Pompage des boues152
  - 4.5.5. La vis à eau153
  - 4.6. Les ventilateurs154
  - 4.6.1. Lois de similitude et puissance électrique consommée d'un ventilateur154
  - 4.6.2. Réglage du débit d'un ventilateur155
  - 4.6.3. Utilisations des ventilateurs ailleurs que pour le transport pneumatique156
  - 4.6.4. Durée du démarrage d'un ventilateur157
  - 4.6.5. Bruit causé par un ventilateur158
  - Chapitre 5. Vis d'extrusion pour polymères161
  - 5.1. Présentation de la vis extrudeuse161
  - 5.1.1. Principe de l'extrudeuse161
  - 5.1.2. Description de la géométrie d'une vis161
  - 5.1.3. Sens de rotation de la vis164
  - 5.1.4. Mouvement des particules fluides165
  - 5.1.5. Etudes préliminaires167
  - 5.2. Mouvement du polymère dans le canal d'une vis168
  - 5.2.1. Introduction168
  - 5.2.2. La viscosité des polymères extrudés168
  - 5.2.3. Equation du mouvement entre deux plaques parallèles : vitesse et débit170
  - 5.2.4. Frottement du polymère sur une paroi solide175
  - 5.2.5. Mouvement du cordon et simulation du fonctionnement d'une vis176
  - 5.2.6. Effet sur le cordon de la composante orthoaxiale de la vitesse relative V_R179
  - 5.2.7. Débit de fuite entre filet et fourreau179
  - 5.2.8. Frottement sur le fourreau du bord du filet180
  - 5.3. Chaleur pour la fusion du polymère181
  - 5.3.1. Fusion des particules de polymère181
  - 5.3.2. Chaleur dissipée par frottement visqueux entre deux plaques parallèles en mouvement relatif182
  - 5.3.3. Dissipation par rotation du cordon liquide sur lui-même183
  - 5.3.4. Temps d'attente préliminaire avant fusion184
  - 5.3.5. Echange thermique dans la zone de fusion184
  - 5.4. Puissance électrique à l'arbre185
  - 5.4.1. Puissance de la vis à l'arbre185
  - 5.4.2. Extrapolation de la puissance depuis un diamètre d jusqu'à un diamètre D185
  - 5.5. Considérations d'ordre pratique et utilisation des vis186
  - 5.5.1. Les variables opératoires et les variables de dimensionnement186
  - 5.5.2. Mise en oeuvre de certaines vis extrudeuses187
  - 5.5.3. Utilisations des extrudeuses188
  - 5.6. Le mélange et le transfert thermique dans les vis188
  - Chapitre 6. Choix et performances des compresseurs189
  - 6.1. Généralités sur les compresseurs189
  - 6.1.1. Pertes énergétiques et rendements189
  - 6.1.2. Température de sortie du gaz191
  - 6.1.3. Pertes énergétiques dans l'environnement191
  - 6.1.4. Puissance de compression idéale192
  - 6.1.5. Gaz réels194
  - 6.1.6. Protection des machines196
  - 6.2. Compresseurs à piston197
  - 6.2.1. Utilisation197
  - 6.2.2. Espace mort des compresseurs à piston198
  - 6.2.3. Energie et rendement199
  - 6.3. Compression volumétrique ouverte - Compresseurs à vis et compresseurs à lobes201
  - 6.3.1. Description201
  - 6.3.2. Utilisation201
  - 6.3.3. Rendements202
  - 6.3.4. Fuite interne et rendement volumétrique203
  - 6.4. Les turbocompresseurs208
  - 6.4.1. Description et utilisation208
  - 6.4.2. Régulation du débit210
  - 6.4.3. Equation de l'énergie210
  - 6.4.4. Gaz parfaits211
  - 6.4.5. Gaz réels212
  - 6.5. Les ventilateurs215
  - 6.5.1. Utilisation215
  - 6.5.2. Puissance de compression215
  - 6.6. Pompes à anneau liquide217
  - 6.6.1. Principe et utilisation217
  - 6.6.2. Puissance à l'arbre217
  - 6.6.3. Consommation de liquide218
  - Chapitre 7. La détente libre des gaz221
  - 7.1. Types de détentes - Equations de l'écoulement unidimentionnel221
  - 7.1.1. Types de détentes et hypothèses de départ221
  - 7.1.2. Détente libre et énergie221
  - 7.1.3. Nombre de Mach224
  - 7.1.4. Frottement dans une tuyauterie225
  - 7.1.5. Equations générales de l'écoulement adiabatique226
  - 7.1.6. Ecoulement sans frottements mais avec section variable227
  - 7.1.7. Ecoulement isentropique et valeurs critiques230
  - 7.1.8. Ecoulement à section constante mais avec frottement (gazoducs)231
  - 7.1.9. Equation de l'onde de choc stationnaire pure234
  - 7.1.10. Chute de pression singulière236
  - 7.2. Etude théorique des vannes de régulation, des soupapes et des gazoducs238
  - 7.2.1. Modélisation des vannes de régulation238
  - 7.2.2. Modélisation des soupapes241
  - 7.2.3. Conclusions245
  - 7.2.4. Chute de pression dans un gazoduc245
  - 7.2.5. Conclusions d'ensemble247
  - Chapitre 8. Les soupapes de sûreté et les disques de rupture249
  - 8.1. Les pressions autour d'une soupape249
  - 8.1.1. Pression de service de l'appareil protégé249
  - 8.1.2. Pression maximale en service249
  - 8.1.3. Pression de calcul249
  - 8.1.4. Pression de tarage250
  - 8.1.5. Pression à l'amont de la soupape251
  - 8.1.6. Différentielle de fermeture (retombée)251
  - 8.1.7. Contre-pression à l'aval de la soupape252
  - 8.2. Choix entre les deux types principaux de soupapes252
  - 8.2.1. Les soupapes conventionnelles252
  - 8.2.2. Les soupapes équilibrées253
  - 8.2.3. Choix du type de soupape254
  - 8.2.4. Les sections d'orifice normalisées254
  - 8.3. Relations entre débits et pressions255
  - 8.3.1. Les gaz255
  - 8.3.2. Les liquides257
  - 8.3.3. Liquides visqueux258
  - 8.3.4. Débit à travers les soupapes260
  - 8.4. Les liaisons amont et aval261
  - 8.4.1. Liaison entre la soupape et l'appareil protégé261
  - 8.4.2. Tuyauterie d'échappement262
  - 8.4.3. Force de réaction sur la structure265
  - 8.5. Applications diverses266
  - 8.5.1. Les soupapes casse-vide266
  - 8.5.2. Respiration des réservoirs sous pression atmosphérique268
  - 8.5.3. Echappement de liquide sans surface libre (tension de vapeur faible)268
  - 8.6. Disques de rupture269
  - 8.6.1. Pression d'éclatement269
  - 8.6.2. Sévérité opératoire270
  - 8.6.3. Relations entre pression et débit270
  - 8.6.4. Les disques conventionnels272
  - 8.6.5. Les disques composites272
  - 8.6.6. Les disques épais273
  - 8.6.7. Les disques en graphite273
  - 8.6.8. Indicateurs d'éclatement274
  - 8.6.9. Association d'un disque et d'une soupape274
  - Chapitre 9. Respiration, inertage, pertes par voie gazeuse et circulation entre réservoirs, bacs et cuves277
  - 9.1. Spécification des soupapes de respiration - Taux de remplissage limite des réservoirs277
  - 9.1.1. Types de fluctuations de température277
  - 9.1.2. Tarage de la soupape à l'expiration278
  - 9.1.3. Taux de remplissage limite pour l'exploitation280
  - 9.1.4. Débit des soupapes de respiration281
  - 9.1.5. Détendeurs et déverseurs284
  - 9.1.6. Un montage possible pour l'inertage sous pression285
  - 9.2. Evaluation des pertes à l'atmosphère286
  - 9.2.1. Préliminaires286
  - 9.2.2. Scénarios envisageables286
  - 9.2.3. Stockage d'une matière première287
  - 9.2.4. Stockage d'un produit288
  - 9.2.5. Pertes lors d'un fort réchauffement290
  - 9.3. Circulation de liquide entre réservoirs : transfert par gravité d'un réservoir à un autre291
  - Chapitre 10. Ecoulement dans les tuyauteries, gaz raréfié, liquides non newtoniens, évents, écoulement gaz-liquide297
  - 10.1. Gaz raréfié297
  - 10.1.1. Viscosité des gaz sous basse pression297
  - 10.1.2. Vitesse quadratique moyenne298
  - 10.1.3. Libre parcours moyen299
  - 10.1.4. Débit de gaz (tuyauterie basse pression)299
  - 10.2. Les produits consistants ou plastiques : les lois d'écoulement en tuyauterie301
  - 10.3. Les évents302
  - 10.3.1. Généralités302
  - 10.3.2. Les évents d'explosion303
  - 10.3.3. Les évents d'ambiance303
  - 10.4. Nature des écoulements gaz-liquide308
  - 10.4.1. Ecoulements horizontaux ou faiblement inclinés308
  - 10.4.2. Ecoulements montant à la verticale309
  - 10.4.3. Ecoulements vertical descendant309
  - 10.4.4. Ecoulements montant ou descendant incliné depuis l'horizontale jusqu'a la verticale310
  - 10.5. Chute de pression dans les écoulements gaz-liquide310
  - 10.5.1. La tuyauterie est strictement horizontale310
  - 10.5.2. La tuyauterie est inclinée sur l'horizontale en montant ou en descendant311
  - 10.5.3. Rétention et chute de pression à la remontée311
  - 10.6. Ecoulements biphasiques critiques311
  - 10.6.1. Hypothèse311
  - 10.6.2. Célérité du son312
  - 10.6.3. Ecoulement critique sans frottements313
  - 10.6.4. Les équations de l'écoulement313
  - Annexe. Caractéristiques de quelques gaz317
  - Bibliographie319
  - Index323
Origine de la notice:
- Electre