Production Air Comprime

8/14/2019 Production Air Comprime

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La production et la distribution de lair comprim

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PRODUCTION ET DISTRIBUTION DE LAIR COMPRIME

Introduction

Les performances sans cesse amliores des Systmes Automatiss de Production

(SAP) doivent beaucoup aux Transmissions Olo-hydrauliques et Pneumatiques.

Le domaine couvert est vaste, tous les secteurs dactivit sont concerns : automobile,aronautique, arospatiale, marine, trains et mtros sur rail, et divers autres moyens de

transport ; lectrotechnique et lectronique ; industries agro-alimentaires ; industries

ptrolire, chimique et pharmaceutique ; gnie civil, btiments et travaux publics ; industrie

mcanique, machines-outils, assemblage, manutention ; spectacle, thtre, manges forains ;

mdecine, quipements de dentisterie, quipements hospitaliers

Hydraulique et pneumatique ont des champs dapplication qui diffrent par lesproprits du fluide sous pression quelles utilisent : un liquide pratiquement incompressible

pour lhydraulique, un gaz trs compressible pour la pneumatique. Cest pourquoi ces deux

techniques font lobjet dtudes spares.

Lemploi de lnergie pneumatique permet de raliser des automatismes avec des

composants simples et robustes, notamment dans les milieux hostiles : hautes tempratures,

milieux dflagrants, milieux humides

Gnralits sur l'air

La terre est enveloppe d'une couche d'air appele atmosphre.

Sa composition en volume est de :

- 78 % d'azote

- 21 % d'oxygne

- 1 % de gaz divers (hydrogne, gaz rares)

Ses caractristiques :

- masse spcifique : 1.293 kj/m3

- volume spcifique : 0.773 m /kg (0 C. et 760 mm Hg)

- temprature de liqufaction : entre -183 et -196 C.


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Notion de mcanique des fluides

Notion de pression

L'air qui nous entoure a une certaine pression qui varie suivant la hauteur o

nous sommes par rapport au niveau de la mer. La pression dans le secteur industriels'exprime en bar ( 1 bar = 105 Pascals), elle est le rsultat d'une force en daN

s'appliquant sur une surface en cm2.

La pression absolue a pour origine

le vide parfait, la couche d'air qui nous entoure

exerce sur nous une pression effective qui

quilibre une colonne de mercure de 76 mm

0C., soit 76 x 13.6 = 1033 millibar.

La pression effective a pour origine

la pression d'une atmosphre.

Chute de pression, perte de charge

Lorsqu'un fluide circule dans une conduite, il se produit un frottement qui a

pour consquence une diminution de pression. Cette chute de pression est fonction de

nombreux facteurs, citer :

- la longueur, le diamtre des canalisations,

- la rugosit des parois,

- la vitesse du fluide,

- la traverse d'un appareil...

Ces chutes de pression sont appeles pertes de charge.

Loi de Boyle-Mariotte

A temprature constante, le produit du volume par la pression absolue d'une

certaine masse de gaz parfait est une constante : P1*V1 = P2*V2 = Cte

Cette loi ne s'applique pas directement l'air car ce n'est pas un gaz

parfait mais elle suffit bien souvent pour les calculs usuels.

Loi de Gay-Lussac

A pression constante, le volume occup par une certaine masse varie

proportionnellement la temprature absolue V1/V2 = T1/T2 = K*T (T en degrs

Kelvin)

Pression

atmosphrique

Pression

absolue

p

Pression

De service


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Le dbit

Le dbit est, avec la pression, l'autre grandeur fondamentale de la pneumatique.

Il reprsente la quantit d'air comprim qui s'coule au travers d'une section par unit

de temps. Il s'exprime en 1/s, 1/min, m3/min, m3/h la valeur ramene en air dtendu,

aux conditions de l'atmosphre normal de rfrence : N FE 48-100, ISO R554, R558(+ 20C., 65% humidit relative, 1013 mmbar).

Dans la pratique, les constructeurs de compresseurs expriment gnralement

les performances de leurs matriels en dbit de l'air la pression relative de sortie.

Pour passer d'une unit l'autre, il faut utiliser la formule suivante :

Qv (1/min) = Qv relatif (1/min) x (Pr + P atm) (bar)

Analyse de l'influence d'un composant sur une tuyauterie

Ds qu'il est en position ouverte et soumis une pression d'alimentation P, le

composant assure un dbit D qui produit une chute de pression sa sortie. La diffrence depression mesure entre l'orifice d'entre et l'orifice de sortie est appele perte de charge et

dsigne par P. Pour dfinir rapidement les valeurs de perte de charge en fonction du dbit et

de la pression, il faut prendre en compte le fait que l'air est un fluide compressible et que de

nombreux paramtres interviennent de faon complexe. Dans la pratique, pour disposer de

valeurs simples, exploitables, permettant d'effectuer des calculs et de comparer les

performances des composants, l'ensemble des pneumaticiens utilisent un facteur d'coulement

ou coefficient de dbit appel KV.

Ce coefficient exprimental, tabli sur un circuit d'eau, correspond, pur chaque

appareil, une valeur du dbit en litres d'eau par minute qui traverse le composant avec une

perte de charge de 1bar, passage totalement ouvert. Le coefficient de dbit KV correspond

un coefficient de conductance; En effet, plus sa valeur est leve, meilleur est le dbit assur

par le composant.

Cette notion sera reprise lors de la dtermination dun distributeur.

Production de lair comprim

Elle est assure par un compresseur, anim par un moteur lectrique. Ce compresseur

intgr est constitu dun filtre, du systme de compression de lair, dun refroidisseur-

asscheur et dun dernier filtre. La pression de sortie est de lordre de 10 bars. Un rservoirpermet de rguler la consommation.

Compresseur intgr

manomtre

Vanne de purgeRservoir dair

Conduite de

distribution

SW10bar Vanne disolement

Soupape de

scurit

M

Filtre Compresseur Refroidisseur Filtre

Airambiant

Aircomprim


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Pourquoi purifier lair ?

Lair souill peut causer des problmes ou des dgts dans le rseau dair comprim.

Un air pur garanti le bon fonctionnement des composants connects, tels les distributeurs et

les vrins. La fiabilit dune installation pneumatique dpend de la qualit de lair comprim.

Qui sont les pollueurs ?

Les pollueurs sont essentiellement :

- les particules solides (poussire, suie, produits dabrasion et de corrosion, ) que

lon peut classifier en fonction de leur taille (grosses > 10 m, petites de 1 10

m et trs fines


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Pour supprimer ces impurets ou ces eaux stagnantes, il y a des purgeurs au point bas

de chaque raccordement, et les canalisations ont une lgre pente.

Rgles principales prendre en compte lors de linstallation d'un circuit d'air

comprim

- Concevoir un rseau volutif capable d'extension ou de branchements

nouveaux et donc prvoir une canalisation largement dimensionne.- Adopter la conduite principale en boucle ferme permettant d'obtenir une

galit des pressions l'utilisation.

- Raliser des circuits ferms par type d'atelier ou par niveau de pression.

- Eviter d'enterrer les canalisations.

- Rechercher le nombre minimal de restrictions brusques, obstacles la

circulation de l'air et crant des pertes de charge.

- Utiliser une robinetterie et des outillages parfaitement tanches afin de

rduire au maximum les risques de fuite et les pertes de puissance.

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