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LE PETIT MÉMO DU PNEUMATIQUE
L’ A I R
Composition de l’air :
L’air contenu dans notre environnement
se compose de :
BASES PHYSIQUES
Les conditions de l’air comprimé
sont déterminées par :
V = Volume
P = Pression
T = Température
P x V
——— = constant
T
P su
Surpression
Vide partiel
P atm
P vide
P abs
Pression d’air
barométrique
LES DIFFERENTES PRESSIONS
Patm = Pression d’air atmosphérique
Psu = Surpression
Pvide = Vide partiel
Pabs0 = Pression absolue
Force
Pression = ———
Surface
1 Newton
1 Pascal = ———
1 m2
Vide 100%
F
P = ———
A
1N
1 Pat = ———
1 m2
1 bar = 10195 mm CE (colonne d’eau en mm).
:
RAPPELS
PRESSION ATMOSPHÉRIQUE Pamb [BAR]
La pression atmosphérique est générée par le
poids de la couche d’air autour de nous. Elle
varie suivant la météorologie et surtout selon
l’altitude. Jusqu’à 2000 mètres la pression
baisse de 1% tous les 100 mètres.
Au niveau de la mer, 1 013 mbar = 1,01325 bar
= 101 325 Pa
POURQUOI TRAITER L’AIR COMPRIMÉ
AVANTAGES :
- Prolongement de la durée de vie des
outillages raccordés.
- Qualité améliorée et constante des
produits.
- Conduites d’air comprimé sans
condensat ni rouille.
- Dérangements moins fréquents.
- Conduites sans collecteurs de
condensat.
- Frais de maintenance diminués.
- Pertes de pression diminuées.
- Baisse de la consommation d’énergie.
PNEUMATIQUE ET FLUIDES
QU’EST-CE QUE L’AIR COMPRIMÉ ?
COMPRIMÉ
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LE PETIT MÉMO DU PNEUMATIQUE
PNEUMATIQUE ET FLUIDES
AIR
COMPRIMÉ
LORS DE LA COMPRESSION :
QUANTITÉS DE CONDENSATS
L’air contient toujours de l’eau sous forme de
vapeur. L’air pouvant être comprimé,
contrairement à l’eau, le liquide qui se forme
lors de la compression est le condensat.
On peut considérer l’air comme une éponge.
Elle peut absorber une certaine quantité d’eau
au repos.
Si on la presse, une partie de l’eau s’écoule,
mais même pressé très fort il restera de l’eau
dans l’éponge.
EXEMPLE :
Quantité de condensats qui se produit
réellement lors de la compression de l’air.
Avec un compresseur à vis avec réservoir d’air
comprimé et un sécheur par réfrigération.
Débit : 2500 m3 /h.
Pression finale : 9 bar.
Journée d’été : 35°C, humidité : 80%
:
TRAITEMENT
DES
EAU CONTENUE DANS L’AIR COMPRIMÉ
La teneur en humidité de l’air varie en fonction
du temps et du site. A une certaine température,
un certain volume d’air ne peut contenir qu’une
quantité maximale de vapeur d’eau.
Toutefois, l’air atmosphérique ne renferme
généralement pas la quantité maximale
de vapeur d’eau.
Humidité maximale : hmax [g/m3]
Humidité maximale hmax (volume de saturation)
représente la quantité maximale de vapeur d’eau
contenue dans 1 m3 d’air à une certaine
température hmax dépend de la température.
Humidité absolue : h [g/m3]
Humidité absolue h est égale à la quantité de
vapeur d’eau réellement contenue dans 1 m3 d’air.
CONDENSATS
Humidité relative :
[%]
Humidité relative de l’air est égale au rapport
entre l’humidité absolue et l’humidité maximale.
h
= ——— x 100%
hmax
= humidité relative [%]
h
= humidité absolue [g/m3]
hmax = humidité maximale [g/m3]
L’humidité maximale h max dépend de la
température, de ce fait, l’humidité change en
fonction de la température, même lorsque
l’humidité absolue reste constante.
L’humidité relative passe à 100% dans le cas
d’un refroidissement jusqu’au point de rosée.
=> Quantité : 68,9 litre/heure.
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LE PETIT MÉMO DU PNEUMATIQUE
A I R C O M P R I M É : T R A I T E M E N T PA R S E C H E U R
SÉCHEUR PLACÉ AVANT LE RÉSERVOIR D’AIR COMPRIMÉ
SÉCHEUR PLACÉ APRÈS LE RÉSERVOIR D’AIR COMPRIMÉ
Avantages :
- Air sec dans le réservoir d’air comprimé sans condensat.
- Qualité de l’air comprimé constante même lors de besoins importants en air.
Avantages :
- Dimensionnement sur mesure du sécheur.
- Séchage d’un débit détendu.
- Faible température d’entrée de l’air comprimé.
L’air comprimé peut continuer à refroidir dans le réservoir d’air comprimé.
- Faibles quantités de condensat.
- Les gouttes de condensat qui se forment sont collectées dans le réservoir d’air
comprimé et ne perturbent pas le reste du système.
Désavantages :
- Grandes dimensions du sécheur.
Le sécheur doit être choisi en fonction du débit réel du compresseur installé.
Le sécheur est souvent surdimensionné lorsque la consommation est faible.
- Séchage d’air comprimé pulsé.
Les compresseurs à pistons fournissent de l’air pulsé. Le sécheur est exposé à
une contrainte élevée.
- Haute température d’entrée de l’air comprimé.
L’air comprimé vient directement du radiateur auxiliaire du compresseur.
- Il n’est pas possible de sécher un courant d’air partiel.
- Quantité de condensat élevée.
- Sur les systèmes composés de plusieurs compresseurs
chaque compresseur doit avoir son sécheur.
Désavantages :
- Condensat dans le réservoir d’air comprimé.
Risques de corrosion.
- Surcharge du sécheur
Les contraintes exercées sur le sécheur sont élevées lorsque de l’air comprimé
est nécessaire subitement et en grande quantité.
Le point de rosée sous pression de l’air comprimé augmente.
PNEUMATIQUE ET FLUIDES
SÉCHEUR D’AIR PAR RÉFRIGÉRATION : CHOIX DE L’EMPLACEMENT
Chaque solution a ses avantages et inconvénients.
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LE PETIT MÉMO DU PNEUMATIQUE
PNEUMATIQUE ET FLUIDES
A I R C O M P R I M E : C A L C U L S D E TA I L L E E T D E R E N D E M E N T S
DÉTERMINATION DU VOLUME DU RÉSERVOIR
D’AIR COMPRIMÉ D’UN COMPRESSEUR.
FRAIS OCCASIONNÉS PAR LES FUITES
D’AIR SUR LE RÉSEAU.
Exemple :
75l/min. = 4,5 m3/h s’échappent d’un réseau
délivrant 8 bar par un orifice de 1 mm de
diamètre. Le moteur doit délivrer une puissance
de 0,6 kW pour générer ce débit.
A 0,096 € par kWh, on obtiendra, selon le
rendement du moteur et pour 8000 heures
de fonctionnement, des frais supplémentaires
de 518€ environ par an.
Compresseur à piston
Compresseur à vis
Dt x 15
VR = ———
DC x Δp
Dt x 5
VR = ———
DC x Δp
Fuite
Ø d’orifice
[mm] Taille
1
1 ,5
2
3
4
5
Quantité d’air
Pertes Pertes
qui s’échappe à 8 bar d’énergie
€
[l/min.]
[kW]
75
0,6
518
150
1,3
1114
260
2,0
1651
600
4,4
3917
1100
8,8
7795
1700
13,2
11942
CHUTES DE PRESSION DANS UN RÉSEAU
Toute modification dans la pose de la conduite gène le flux de l’air comprimé
à l’intérieur de la conduite.
Le flux laminaire est perturbé et on constate une importante perte de pression.
VR = Volume du réservoir d’air comprimé [m3].
Dt = Débit du compresseur [m3/min.].
15 ou 5 = facteur constant.
DC = Démarrages moteur admissibles/h [1/h]
Selon constructeur.
Δp = différence de pression ON/OFF.
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LE PETIT MÉMO DU PNEUMATIQUE
AIR COMPRIMÉ : VÉRINS, DISTRIBUTEURS ET OUTILLAGES : DÉTERMINATION
FORCE DES VÉRINS (N) SUIVANT LE DIAMÈTRE ET LA PRESSION
1
0.4
0.9
2
2.5
4.5
7.1
10.2
18.1
28.3
44.2
72.4
113
177
281
452
707
1100
1810
2830
4420
7240
2
0.9
1.7
4
5.1
9
14.1
20.4
36.5
56.5
88.4
145
226
353
561
905
1410
2210
3620
5650
8840
14500
3
1.3
3.8
6.1
7.6
13.6
21.2
30.5
54.3
84.8
133
217
339
530
842
1360
2120
3310
5430
8480
13300
21700
Pression de service en bar
4
5
6
1.8
2.2
2.7
3.5
4.3
5.2
8.1
10.1
12.1
10.2
12.7
15.3
18.1
22.6
27.1
28.3
35.3
42.4
40.7
50.9
61.0
72.4
90.5
109
113
141
170
177
221
265
290
362
434
452
565
679
707
884
1060
1120
1400
1680
1810
2260
2710
2830
3530
4240
4420
5520
6630
7240
9050
10900
11300
14100
17000
17700
22100
26500
29000
36200
43400
7
3.1
6.1
14.2
17.8
31.7
49.5
71.3
127
198
309
507
792
1240
1960
3170
4950
7730
12700
19800
30900
50700
8
3.5
6.9
16.2
20.4
36.2
56.5
81.4
145
226
353
579
905
1410
2240
3620
5650
8840
14500
22600
35300
57900
CONSOMMATION D’AIR COMPRIMÉ DES OUTILS.
9
4
7.8
18.2
22.9
40.7
63.6
91.6
163
254
398
651
1020
1590
2520
4070
6360
9940
16300
25400
39800
65100
10
4.4
8.7
20.2
25.4
45.2
70.7
101
181
283
442
724
1130
1770
2810
4520
7070
11000
18100
28300
44200
72400
Pression 6 bars
Perceuse
Tournevis
Tournevis à percussion
Ponceuse d’angles
Ponceuse à vibrations
Forêts jusqu’à 4 mm Ø
4 à 10 mm Ø
10 à 32 mm Ø
M3
M4 à M5
M6 à M8
M10 à M24
1/4 feuille
1/3 feuille
1/2 feuille
Ponceuse à bande
Meuleuse portative
Agrafeuse, machine à agrafer
Pinces de serrage 6 à 8 mm Ø
8 à 20 mm Ø
Consommation
d’air [l/min.]
200
200 à 450
450 à 1750
180
250
420
200 à 1000
300 à 700
250
300
400
300 à 400
300 à 1000
1500 à 3000
10 à 60
DÉBIT DISTRIBUTEUR SUIVANT LE DIAMÈTRE DU VÉRIN
Ø du piston du vérin [mm]
< 12
12…25
25…50
50…100
150…200
200…320
Taille raccords
M3
M5
M7, G 1/8
G 1/4
G 1/2
G 3/4, G1
Débit du distributeur (l/min.)
< 80
< 200
< 500
< 1140
< 3000
< 6000
*(Consommations moyennes).
PNEUMATIQUE ET FLUIDES
Diamètre
Ø
2.5
3.5
5.35
6
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
250
320
219
INDEX ALPHABÉTIQUE