Un mètre d’orifice est un conduit et une restriction pour créer une chute de pression. Un sablier est une forme d’orifice. Une buse, un venturi ou un orifice mince à bords tranchants peuvent être utilisés comme restriction d’écoulement.
Pour utiliser l’un de ces appareils pour la mesure, il est nécessaire de les étalonner empiriquement. C’est-à-dire passer un volume connu à travers le compteur et noter la lecture afin de fournir une norme pour mesurer d’autres grandeurs.
En raison de la facilité de duplication et de la construction simple, l’orifice mince à bords tranchants a été adopté comme standard et des travaux d’étalonnage approfondis ont été effectués pour qu’il soit largement accepté comme moyen standard de mesure des fluides. À condition que la mécanique de construction standard soit suivie, aucun autre étalonnage n’est requis.
Un orifice dans une canalisation est représenté sur la figure avec un manomètre pour mesurer la chute de pression (différentielle) lorsque le fluide traverse l’orifice. La section transversale minimale du jet est connue sous le nom de « veine contractée ». »
Mètre d’orifice
Comment ça marche ?
Lorsque le fluide s’approche de l’orifice, la pression augmente légèrement, puis diminue soudainement au passage de l’orifice. Elle continue de chuter jusqu’à ce que la » veine contracta » soit atteinte puis augmente progressivement jusqu’à atteindre, à environ 5 à 8 diamètres en aval, un point de pression maximum qui sera 
inférieur à la pression en amont de l’orifice.
La diminution de pression au fur et à mesure que le fluide passe à travers l’orifice est le résultat de l’augmentation de la vitesse du gaz passant à travers la surface réduite de l’orifice.
Lorsque la vitesse diminue à mesure que le fluide quitte l’orifice, la pression augmente et tend à revenir à son niveau d’origine. Toute la perte de charge n’est pas récupérée en raison des pertes de friction et de turbulence dans le flux.
La perte de charge à travers l’orifice augmente lorsque le débit augmente. Quand il n’y a pas d’écoulement, il n’y a pas de différentiel. La pression différentielle est proportionnelle au carré de la vitesse, il s’ensuit donc que si tous les autres facteurs restent constants, alors la différence est proportionnelle au carré du débit.
LE RAPPORT BÊTA est le rapport de l’alésage de la plaque d’orifice divisé par le tuyau I.D. est appelé rapport Bêta ou d / D où d est l’alésage de la plaque et D est le tuyau I.D.
LA PLAQUE D’ORIFICE
L’alésage de la plaque d’orifice peut être réalisé dans de nombreuses configurations pour gérer divers travaux de mesure de débit. Les conditions d’écoulement doivent être vérifiées pour voir laquelle des configurations convient à chaque travail de mesure.
a. La plaque mince, orifice concentrique
Dans la conception et l’utilisation des plaques à orifices, plusieurs facteurs de base doivent être suivis pour assurer une mesure précise et fiable. Le bord amont de l’orifice doit être tranchant et carré. Épaisseur minimale de la plaque en fonction de l’identification du tuyau, de l’alésage de l’orifice, etc. est normalisé.
La plaque ne doit pas s’écarter de la planéité le long d’un diamètre de plus de 0,01 pouce par pouce de la hauteur du barrage (D-d)/2. Pour se conformer aux pratiques recommandées, la ration de diamètre orifice-tuyau d / D (appelée rapport bêta) ne doit pas dépasser les limites recommandées.
b. Plaques à orifices excentriques
La plaque excentrique a une ouverture ronde (alésage) tangente à la paroi intérieure du tuyau. Ce type de plaque est le plus couramment utilisé pour mesurer des fluides qui transportent une petite quantité de solides non abrasifs, ou des gaz avec de petites quantités de liquide, car avec l’ouverture au fond du tuyau, les solides et les liquides vont traverser, plutôt que de s’accumuler au niveau de la plaque d’orifice.
c. Plaques d’orifice segmentaires
L’ouverture d’une plaque d’orifice segmentaire est comparable à une vanne à vanne partiellement ouverte. Cette plaque est généralement utilisée pour mesurer des liquides ou des gaz qui transportent des impuretés non abrasives telles que des boues légères ou des gaz exceptionnellement sales.
La précision prévisible de la plaque excentrique et segmentaire n’est pas aussi bonne que la plaque concentrique.
d. Plaque de bord de quadrant
L’orifice en quart de cercle ou en quadrant est utilisé pour les fluides de haute viscosité. L’orifice comporte un bord arrondi de rayon défini qui est une fonction particulière du diamètre de l’orifice.
e. Plaque de bord conique
La plaque de bord conique présente un biseau de 45° orienté vers l’amont dans le flux d’écoulement. Il est utile pour des nombres de Reynolds encore plus bas que le bord du quadrant.
Emplacement du robinet du compteur
a. Robinets à bride
Ces robinets sont situés à un pouce de la face amont de la plaque d’orifice et à un pouce de la face aval avec une tolérance de +1/64 à +1/32.
d. Robinets
Ces robinets sont situés à 2½ diamètres de tuyaux en amont et à 8 diamètres de tuyaux en aval (point de récupération de pression maximale). Les robinets à bride sont presque universellement utilisés aux États-Unis, certaines stations de compteurs plus anciennes utilisant encore des robinets de tuyauterie.
c. Robinets Vena–Contracta
Ces robinets sont situés à un diamètre de tuyau en amont et au point de pression minimale en aval (ce point est appelé veine-contracta). Ce point, cependant, varie avec le rapport bêta et ils sont rarement utilisés en dehors de la mesure des installations où les débits sont relativement constants et les plaques ne sont pas modifiées.Les dimensions exactes sont indiquées dans les tableaux appropriés.
d. Robinets d’angle
Ces robinets sont situés immédiatement à côté des faces de la plaque, en amont et en aval. Les robinets d’angle sont les plus largement utilisés en Europe, dans des tailles de ligne inférieures à 2 pouces, ils sont utilisés avec des tubes de débitmètre spéciaux aiguisés pour de faibles débits.
Recommandations générales d’installation
- La tuyauterie du collecteur du compteur doit toujours être installée pour permettre l’étalonnage et protéger l’élément différentiel contre les dépassements de portée.
- Le compteur doit être installé le plus près possible du raccord à orifice.
- Toujours incliner doucement les conduites de collecteur de l’orifice du raccord au compteur pour éliminer tout point haut ou bas dans les conduites de collecteur.
- Utilisez des chambres de condensat ou des purgeurs d’air pour éliminer le liquide d’un système de gaz ou le gaz d’un système de liquide si les basses ou les hautes dans la tuyauterie du collecteur ne peuvent pas être évitées.
Il est important, lors de la mise sous pression ou de la dépressurisation des appareils de mesure différentielle, d’appliquer ou de relâcher uniformément la pression vers ou depuis les chambres de mesure haute et basse, afin de ne pas imposer de dépassement excessif de la portée.
Articles Susceptibles de vous plaire :
Types d’Éléments de débit
Calibration de l’émetteur de bus de terrain
Rapport de Rabattement de l’Orifice
Question d’entrevue de l’instrument
QCM sur la Mesure du débit