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Excès de charge, j'essaye de comprendre les symptomes ?
netsu
806  
    

  Posté : 16-10-2014 01:15

Bonjour à tous!

Oulalaaa!
En voilà un topic intéressant!
Bon, je balance en vrac:

Antonin,
Tu parle de la loi de Poiseuille à plusieurs reprise: je ne la connaissait pas, alors, j'ai demandé à mon bouquin (le bousssicaud) et il dit en gros que"la loi de Poiseuille s'utilise seulement en régime laminaire". En froid, compte tenu des vitesses minimum nécessaires pour des raisons techniques ( retour de l'huile du compresseur), de la viscosité des fluides (dans touts leurs états)... on tombe systématiquement en régime "turbulent rugueux" (soit dans le champ d'application des formules de Colebrook (et de plein d'autres)). De plus, tu semble vouloir appliquer Poiseuille au capillaire, or ces outils de calculs que sont Poiseuille, Colebrook... sont justes SEULEMENT dans le cas de fluides monophasiques et homogènes.

Je pense aussi au vu de ce que je lis de toi, que ce qui te manque est seulement une analyse plus aprofondie de chaque élément du circuit. Pour rebondir sur les pertes de charges, je commence par le capillaire.


Point sur le capilaire:
Je pose:
Fluide R600a
Température de saturation HP = 35°C (soit 3.7 bar relatifs)
Sous refroidissement =5K (soit temp liquide en amont du capilaire = 30°C)
Température de saturation BP =-30 (soit-0.5 bar relatif)
Pression de saturation à 30°C = 3.1 bar relatif
Volume massique liquide à 30°C = 1.8 l/kg
Volume massique vapeur à 30°C = 95 l/kg
Volume massique liquide à -30°C = 1.6 l/kg
Volume massique vapeur à -30°C = 727 l/kg
On as 35% de vapeur en fin de détente.
Le capillaire présente des caractéristiques mécaniques constantes de bout en bout (évidemment )

Et maintenant, je démarre :
1/Le fluide à 3.7bar et 30°C entre dans le capillaire.
2/Sa pression chute mais pas sa température et il se déplace à vitesse constante (liquide incompressible) jusqu’à 3.1 bar. Pendant cette courte phase la perte de charge est calculable avec les lois habituelles telles que Colebrook...
3/A 3.1 bar on est sur la courbe de saturation à 30°C. Ici (enfin, juste en dessous ) apparaît la première bulle de vapeur. Mettons que seulement 1/1000 de masse s'est vaporisé.
On calcule le volume massique didhasique:
0.999*1.8+0.001*95= 1.9 l/kg
Soit une augmentation de 5% par rapport au volume massique 100% liquide!!! Par extension, la vitesse augmente elle aussi de 5% et on sait que les pertes de charges évoluent de façon quadratique en fonction de la vitesse...
4/Maintenant, juste pour rigoler, je calcule le masse volumique diphasique à -30 soit juste avant l'arrivée du fluide dans l'évaporateur:
0.65*1.6+0.35*727=255.5l/kg
Soit 142 fois plus que le volume massique du liquide HP

CONCLUSIONS
L'évolution de la perte de charge le long du capillaire est extrêmement loin d'être linéaire, le delta P par centimètre de longueur parcourue augmente considérablement au fil de la longueur totale du capillaire. Les derniers centimètres sont les plus déterminants. c'est pourquoi le delta P total d'un capillaire est sensible au sous refroidissement: à delta P constant, plus le SR est grand, plus le débit massique sera grand.
Si on veut modéliser un capillaire, il faut discrétiser (travailler morceau par morceau) de façon fine, et utiliser les formules et corrélations idoines. Colebrook et consorts ne marchent pas en diphasique, ni à de telles vitesses où le décalage de vitesse entre le liquide qui reste collé contre la paroi et la vapeur au centre du tube (écoulement annulaire) peut être énorme!!! (au moint que cela rend ma démonstration ci dessus plus approximative... mais non moins parlante!) Je ne connais pas ces formules...


Les compressoristes mettent à disposition des logiciels de calcul (sélection) de capillaires. Chez l'un d'eux au moins (j'ai posé la question l'an dernier) ces données sont issues d'essais en labo qui sont ensuite transformés en corrélations utilisables.

Suite au prochain numéro.

Cordialement, a bientôt!

PS: Pour nous simplifier la vie j'ai négligé quelques éléments moins significatifs que la vitesse...


le froid est un état d'esprit.

Message édité par : netsu / 16-10-2014 01:28



Cet article provient de Le site des frigoristes

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