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  4. N°013 Débit dans un étrangleur

Fiche N° 13

Le débit dans un étrangleur, comprendre simplement le théorème de Bernoulli.

1 - Notion de débit/vitesse

Dans les circuits hydrauliques, le même composant peut être appelé étrangleur, limiteur de débit ou réducteur de débit. Le rôle du limiteur de débit est de réduire la vitesse des récepteurs (vérins ou moteurs).

 

1.1 Moteur chargé à 50 bars

Notion débit / vitesse : 50 bars

Sur le schéma ci-dessus, une pompe à cylindrée fixe (rep 1) protégée par un limiteur de pression (rep 2) réglé à 200 bars débite 30l/min.

Le circuit alimente en direct un moteur hydraulique. La pression créée par la charge nécessaire pour faire tourner le moteur est de 50 bars.

Le moteur tourne à 300 tr/min, vitesse créée par le débit de la pompe. On constate une pression de 50 bars sur le manomètre M2 et une pression de 52 bars sur le manomètre M1. Cette différence de pression est due aux pertes de charges (pression créée par le frottement de l’huile dans la tuyauterie).

 

1.2 Moteur chargé à 100 bars

Notion debit / vitesse : pression 100 bars

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Sur le schéma ci-dessus, le même circuit avec un moteur forçant avec une pression de 100 bars.

On constate que le moteur tourne à la même vitesse (300 tr/min). La pression sur le manomètre M2 est de 100 bars et de 102 bars sur M1.

On peut en déduire que la pression est l’image de la Force et le débit l’image de la Vitesse.

 

 

2.1 Débit dans un étrangleur : Moteur chargé à 50 bars

Limiteur de debit théoreme bernoulli : pression 50 bars

Sur le schéma ci-dessus, un limiteur de débit est rajouté sur le circuit afin de réduire la vitesse du moteur.

La résistance mécanique du moteur crée une pression de 50 bars sur M2. Le m uite (100tr/min) puisque le limiteur de débit laisse passer uniquement 10l/min.

La pompe cylindrée fixe débite toujours 30l/min. 10l/min vont au moteur et le débit excédentaire (20l/min) retourne au réservoir par le limiteur de pression sous 200 bars sur M1. On constate une différence de pression (∆P)  aux bornes du limiteur de débit de 150 bars (200 bars en M1, 50 bars en M2).

 

2.2 Débit dans un étrangleur : Moteur chargé à 100 bars

Limiteur de debit théoreme bernoulli : pression 100 bars

Le moteur force à une pression de 100 bars lue sur le manomètre M2.

On constate une diminution de la vitesse du moteur à 90 tr/min due à la baisse de la ∆P aux bornes du limiteur de débit à 100 bars (200 bars en M1 – 100 bars en M2).

La pompe cylindrée fixe débite toujours 30l/min. 7 l/min vont au moteur et le débit excédentaire (23l/min) retourne au réservoir par le limiteur de pression sous 200 bars lus sur M1.

D’après le théorème de Bernoulli, le débit passant dans un étrangleur varie en fonction de la différence de pression aux bornes de celui-ci.

 

Q = K*S* √∆P

Q : débit.

K : coefficient de forme de l’étrangleur.

S : section de passage de l’étrangleur.

 

2.3 Débit dans un étrangleur : Moteur bloqué

Limiteur de debit théoreme bernoulli moteur bloqué

Le moteur est bloqué, il ne tourne plus.

La ( ∆P  aux bornes du limiteur de débit est nulle (200 bars en M1, 200 bars en M2).

Aucun débit ne passe dans l’étrangleur et tout le débit de la pompe (30l/min) retourne au réservoir par le limiteur de pression sous 200 bars en M1.

3 - Conclusion

La vitesse d’un récepteur réglée par un limiteur de débit ne restera pas constante si la charge (du vérin ou moteur) change.

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