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Une fois les bases de la physique apprises, il est probable que vous souhaitiez en savoir plus sur les mesures matérielles des compresseurs d'air.
Ces informations sont très utiles pour déterminer la taille et la puissance appropriées pour une application spécifique. Dans cet article, nous vous expliquons les bases de la mesure du travail, de la puissance et du débit volumétrique.
Le travail mécanique peut être défini comme le produit d'une force et de la distance sur laquelle la force agit sur un objet. Tout comme la chaleur, le travail implique un transfert de l'énergie d'un corps à un autre. La différence réside dans le fait que le travail se rapporte à la force plutôt qu'à la température, par exemple lorsque le gaz est comprimé dans un cylindre par un piston mobile.
La compression résulte de la force qui déplace le piston. Par conséquent, l'énergie est transférée du piston au gaz. Ce transfert d'énergie correspond à un travail au sens thermodynamique du terme. Le résultat du travail peut prendre de nombreuses formes comme des changements dans l'énergie potentielle, cinétique ou thermique.
Le travail mécanique associé aux changements de volume d'un mélange gazeux est l'un des procédés les plus importants dans la thermodynamique appliquée à l'ingénierie. L'unité du SI correspondant au travail est le joule : 1 J = 1 Nm = 1 Ws.
La puissance est le travail produit par unité de temps. Elle mesure la rapidité à laquelle le travail est achevé. L'unité du SI pour la puissance est le watt : 1 W = 1 J/s. Par exemple, la puissance ou le flux d'énergie appliqué à l'arbre d'entraînement d'un compresseur est numériquement semblable à la chaleur émise par le système, plus la chaleur appliquée au gaz comprimé.
Le débit volumétrique d'un système correspond à la mesure du volume de fluide circulant par unité de temps. Il peut être calculé comme le produit de la section transversale et de la vitesse moyenne du débit. L'unité du SI pour le débit volumétrique est le m3/s.
Cependant, le débit volumétrique (également appelé capacité) d'un compresseur est fréquemment exprimé en litre/seconde (l/s), soit en litres normalisés/seconde (Nl/s), soit en tant que débit d'air libre (l/s). Lorsque l'unité Nl/s est utilisée, le débit d'air est recalculé avec "un état normalisé", c'est-à-dire que les litres sont exprimés de manière conventionnée à une pression de 1,013 bar(a) et une température de 0 °C. L'unité normalisée Nl/s est principalement employée pour exprimer un débit massique.
Lorsque le débit d'air libre (FAD) est utilisé, le débit de sortie du compresseur est recalculé selon un débit volumétrique libre à l'état d'entrée standard (pression d'entrée de 1 bar(a) et température d'entrée de 20 °C). La relation entre les deux débits volumétriques est (notez que la formule simplifiée ci-dessus ne prend pas en compte l'humidité).
L'exemple suivant illustre le débit d'air libre (FAD). Que signifie FAD = 39 l/s pour un compresseur fonctionnant à 13 bar ? Combien de temps faut-il pour remplir un réservoir de 390 l à une pression de 13 bar ? Pour ce calcul, nous devons revenir aux conditions d'entrée, soit 1 bar.
Partons d'un réservoir vide : après 1 seconde, le réservoir contient 39 litres à 1 bar. Après 10 secondes, la pression à l'intérieur du réservoir est de 1 bar. Après 20 secondes, la pression est alors de 2 bar. Enfin, au bout de 130 secondes, le réservoir est rempli à une pression de 13 bar.
Abordons maintenant la différence entre les conditions de référence et les conditions normalisées. Les conditions de référence impliquent 1 bar, 20 °C, 0 % d'humidité relative (HR).
Les conditions normalisées impliquent 1 atm = 1,01325 bar, 0 °C, 0 % HR. La définition suivante est la demande spécifique en énergie (SER, pour Specific Energy Requirement). Elle indique la quantité d'énergie nécessaire pour fournir 1 litre FAD à une pression donnée.
Déterminer les spécifications de votre système à air comprimé en matière de débit et de pression (et non en kW ou en puissance) est la meilleure façon d'adapter ses performances à vos besoins. Regardez au-delà de la simple puissance en kW pour adapter plus précisément la taille de votre compresseur au besoin de votre activité.
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Cet article emploie de nombreux termes techniques pour décrire le travail mécanique, la puissance et le débit. Il est important de comprendre ces informations pour investir dans l'équipement adapté à votre application. Si vous achetez un équipement trop grand ou trop petit, vous risquez de perdre en efficacité.
Il est essentiel de tenir compte de la force nécessaire pour déplacer un objet afin d'effectuer une tâche donnée dans un délai spécifique. Comme mentionné précédemment, cela est exprimé à l'aide du débit et de la pression. Outre les litres par seconde (l/s), le débit est exprimé en pieds cubes par minute (cfm) ou en mètres cubes par heure (m3/h). Toutes ces mesures décrivent la vitesse.
La pression est indiquée en bars, comme nous l'avons mentionné, ou en livres-force par pouce carré (psi). Si vous devez déplacer des objets lourds, vous aurez besoin d'une plus grande pression. Vous devrez également déterminer si une alimentation en air est nécessaire toute la journée et si vos applications sont concernées par des exigences différentes. Ce cadre est utile pour définir la taille et opter pour des machines à vitesse fixe ou à variateur de vitesse (VSD).
Dans votre recherche d'un compresseur d'air, vous verrez qu'il existe des équipements à vitesse fixe et d'autres à technologie VSD. Ces termes font référence au fonctionnement du moteur : comme leur nom l'indique, les machines à vitesse fixe ne fonctionnent qu'à une seule vitesse, tandis que les compresseurs VSD peuvent adapter leur vitesse en fonction de la demande. Chaque technologie possède ses propres avantages selon votre méthode de travail et vos besoins.
Une machine à vitesse fixe est généralement moins chère à l'achat, tandis qu'une machine VSD offre une meilleure efficacité, ce qui permet de réaliser des économies d'énergie. Si vous hésitez quant à la technologie la mieux adaptée à vos besoins, n'hésitez pas à nous contacter. Notre équipe sera ravie de vous aider dans votre choix de la solution idéale.
Nous savons qu'il n'existe pas d'équipement unique qui convient à l'ensemble des clients ; c'est pourquoi nous proposons des solutions personnalisées.
Après avoir appris les bases de la physique ici, vous souhaitez peut-être en savoir plus sur les unités physiques utilisées pour mesurer différents aspects de la matière. Cela peut être très utile lorsque l'on a affaire à de l'air comprimé. Dans cet article, nous allons expliquer les principes de mesure du travail, de la puissance et du débit.
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