Qu’est-ce qu’une plaque à orifice ?
Une plaque à orifice est une fine plaque métallique dont la surface est perforée (trou).
Elles sont utilisées pour contrôler le débit et la pression des fluides, par exemple dans les pipelines.
Utilisations des plaques à orifice
Les plaques à orifice sont utilisées dans diverses situations de contrôle du débit et de la pression dans les tuyauteries industrielles.
Par exemple, les plaques à orifice sont utilisées pour mesurer le débit d’un fluide dans une tuyauterie en tant que “débitmètre à pression différentielle”. Le fluide est prélevé sur les brides avant et après l’orifice, et la pression différentielle est convertie en débit et affichée sur l’indicateur.
Pour les dispositions relatives à l’utilisation d’orifices pour mesurer le débit de cette manière, voir “JIS Z 8762-2 Méthodes de mesure du débit au moyen d’un mécanisme d’orifice dans les conduites circulaires – Partie 2 : Plaques à orifice”.
Les amortisseurs utilisent la chute de pression élevée de l’orifice. Plus le diamètre de l’orifice est petit, plus la chute de pression du fluide est élevée et plus la force d’amortissement de l’amortisseur est importante. Inversement, un diamètre d’orifice plus grand entraîne une force d’amortissement plus faible.
Principe des plaques à orifice
Le principe de l’orifice peut être brièvement expliqué comme suit : la pression du fluide est plus faible en aval de l’orifice qu’en amont de l’orifice, sur la base du théorème de Bernoulli, parce que le diamètre du trou de l’orifice est plus petit que le diamètre du tuyau où l’orifice est installé.
Le théorème de Bernoulli est une loi de conservation de l’énergie dans l’écoulement des fluides.
Lorsqu’un fluide passe par un petit trou dans un orifice, une différence de pression se produit avant et après l’orifice dans la conduite. Cela est dû à la loi de Bernoulli, qui stipule que l’énergie de pression, l’énergie de vitesse et l’énergie potentielle sont toujours constantes dans un tuyau.
Le fluide qui traverse l’orifice a une vitesse d’écoulement plus élevée, de sorte que l’énergie de vitesse augmente. Si l’énergie potentielle est la même, l’énergie de pression diminue d’autant que l’énergie de vitesse augmente. En mesurant cette différence de pression avant et après l’orifice, on peut calculer le débit du fluide.
Lorsqu’un orifice est utilisé pour réguler le débit ou la pression, le débit en aval de l’orifice peut être déterminé sur la base de l’équation illustrée à la figure 7.
Types d’orifices
Il existe quatre principaux types d’orifice : l’orifice concentrique, l’orifice excentrique, l’orifice circulaire en quatre parties et l’orifice restreint.
1. Orifice concentrique
Utilisé dans les débitmètres à ouverture tels que les débitmètres généraux à pression différentielle.
2. Orifice quadrant
Utilisé lorsque le débit dans la conduite est faible et que le nombre de Reynolds est petit. Le nombre de Reynolds est un nombre sans dimension qui représente le rapport entre les forces inertielles et visqueuses.
3. Orifice excentré
Utilisé lorsque le fluide contient de la boue (un mélange de particules solides et de liquide). L’orifice est placé sur le côté inférieur du tuyau pour faciliter l’écoulement de la boue.
4. Orifice défectueux
Utilisé de la même manière que les orifices excentrés.
Lorsqu’un orifice est installé dans une tuyauterie, il est pris en sandwich entre des brides et utilisé comme un assemblage. Ils sont parfois utilisés pré-assemblés dans des produits tels que les amortisseurs.