Débit volumique vs débit massique
Les gammes des débitmètres massiques thermiques pour gaz Bronkhorst
sont spécifiées dans différentes unités ln/min, sccm ou m3n/h.
Ces unités ressemblent à des unités de volume, mais fondamentalement elles
expriment un débit massique. Voyons pourquoi !
| Imaginez un cylindre d'un litre, fermé au moyen d'un piston mobile
ayant une masse négligeable. Ce cylindre contient 1 litre d'air à la pression
atmosphérique, soit environ 1 bar absolu. Le poids de ce volume d'air à
0°C est de 1,293 g, c'est la masse. Quand nous déplaçons le piston sur
la moitié de sa course, alors le volume d'air emprisonné est de ½ litre,
la pression est de 2 bars absolus, mais la masse reste inchangée à 1,293
g. Rien n'a été ajouté ou retiré. |
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Selon cet exemple, le débit massique devrait être exprimé en unité de
poids, en g/h, mg/s, etc. Cependant, une majorité d'utilisateurs pense
et travaille en unités de volume. Ceci est valable si les conditions de
conversion de masse à volume sont clairement acceptées. Selon la définition
"Européenne", une température de 0°C et une pression de 1,013 bar absolu
sont désignées comme les conditions "normales", indiquées par la présence
d'un "n" dans l'unité de volume (mln/min, m3n/h).
Au contraire, une température de 20°C et une pression de 1,013 bar absolu
sont utilisées pour exprimer les conditions "standards", distinguées par
la présence d'un "s" dans l'unité de volume (mls/min,
m3s/h). Soyez bien attentif à ce détail car si cette
différence n'est pas prise en compte, il en résultera une erreur de 7%!
Selon la définition "Américaine" le préfixe "s" dans sccm, slm ou scfh
fait référence aux conditions "standard" 101.325 kPa absolu (14.6959 psia)
et 0°C (32°F).
Les débitmètres volumétriques, tels que le débitmètre à bille ou la
turbine, sont incapables de distinguer les variations de température et
de pression. Une mesure volumique exprimée en débit massique requiert des
capteurs supplémentaires pour la pression et la température afin de pouvoir
réaliser la compensation requise lors des changements de conditions de
service. Quant à lui, le débitmètre massique thermique est virtuellement
insensible aux changements de température et de pression.
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