Calculer le débit à travers un diaphragme.
Un diaphragme de mesure est une restriction calibrée qui mesure le débit à partir de la perte de charge en travers de celle-ci. Ce calculateur détermine le débit à partir de la pression différentielle, du coefficient de décharge et de la section de l'orifice en utilisant la formule de Torricelli/Bernoulli, ainsi que le problème inverse de dimensionnement du diamètre d'orifice pour un débit requis. Il s'applique aux orifices de vidange, aux restricteurs de régulation de niveau et aux plaques de mesure ISO 5167.
Q = C_d × A × √(2 × g × h) pour la vidange libre par gravité sous la hauteur h, ou Q = C_d × A × √(2 × ΔP / ρ) pour l'écoulement sous pression avec ΔP aux bornes de l'orifice. C_d est le coefficient de décharge — 0,61 pour un orifice à arête vive dans une conduite, 0,97 pour les tuyères ISA, 0,75 pour les plaques minces concentriques en conduite. Surface A = π × d² / 4 où d est le diamètre de l'orifice. La relation en racine carrée signifie qu'une précision de débit de 1 % nécessite une précision de ΔP de 2 %. Le rapport β = d / D (orifice sur conduite) se situe généralement entre 0,2 et 0,7 ; en dessous de 0,2 l'influence de l'orifice est prépondérante, au-dessus de 0,7 la forme de la conduite amont biaise C_d.
Un ingénieur de procédé estimant le temps de vidange d'un récipient depuis 3 m de hauteur jusqu'à vide intègre Torricelli en fonction du niveau, en utilisant C_d = 0,61 pour un orifice à arête vive de 50 mm, et obtient un temps de vidange total de 4,2 heures.
Un technicien d'instrumentation dimensionnant un orifice ISO 5167 pour 100 m³/h d'eau à 4 bar choisit β = 0,4 et confirme que le différentiel de pression calibré est de 250 mbar — dans la plage du transmetteur de pression différentielle.
Un concepteur pneumatique ajoute un restricteur de 1,5 mm pour un démarrage progressif d'un bridage ; le calculateur donne 12 L/min de débit d'air à 4 bar à l'entrée, correspondant au temps de montée en pression souhaité de 0,8 seconde.
Orifice à arête vive en conduite : 0,61. Tuyère de mesure ISA : 0,97. Venturi : 0,98. Orifice de bac à sortie libre (entrée arrondie) : 0,95. Vérifiez toujours la norme de géométrie avant de choisir.
Les liquides sont quasi incompressibles, donc Q = C_d × A × √(2gh) s'applique directement. Pour un gaz, au-delà de 50 % de chute de pression, l'écoulement est sonique et nécessite la correction d'écoulement critique. Utilisez la formule gaz avec le facteur d'expansibilité Y pour ΔP/P > 0,1.
Oui. C_d dans les plaques ISO 5167 dépend de β = d/D. Les concepteurs veillent à disposer d'au moins 20D de conduite droite en amont et 5D en aval pour que le profil de vitesse soit pleinement développé.