VCTDS-02619 Model Monovar-FR 2

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  • 7/24/2019 VCTDS-02619 Model Monovar-FR 2

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    SAPAG

    par des pompes dbit et pression

    constants en combinaison avec la vanne

    MONOVAR,

    - Applications eau de mer sur demande.

    Vanne reprsente : MONOVAR DN2000 (80)

    Caractristiques techniques

    Diamtres : DN 100 - DN 2000

    (4 - 80)

    Pression : 50 bar (725 psi)

    Plage de temprature : -50C +200C

    (-60F +390F)

    Raccordement bride : EN 1092-1PN10/16/20/25

    ANSI B16.5 classe 150

    MSS SP 44 classe 150

    AWWA C207

    Autres sur demande.

    Exemple dapplication dune vanne MONOVAR sur un

    barrage situ en Californie (USA).

    La vanne MONOVAR, la solution intelligente pour lecontrle des fluides.

    Applications

    Domaine dapplication de la vanne MONOVAR:

    - Rseaux dadduction deau (fiabilit, pression,

    cavitation),

    - Rseaux industriels de distribution, de

    refroidissement, de mlange, etc. (cavitation,

    sensibilit, pression, fiabilit),

    - Ttes de stations de traitement deau

    (rduction du gnie civil, cavitation, fiabilit),

    - Plates-formes dessai des laboratoires

    (sensibilit et absence de perturbations),

    - Dchargeurs de pompe ou de turbine(cavitation),

    - Prises deau de pied de barrage (rduction du

    gnie civil, aration, fiabilit),

    - Bout de conduite, dcharge libre,

    - Remplacement des pompes vitesse variable

    Caractristiques

    Conception simple et rationnelle (brevete)

    Excellent coefficient de cavitation

    Rglage trs prcis du dbit ou de la

    pression

    Rglage manuel ou automatique

    Permet la mesure du dbit

    Faible encombrement Perturbation minimum de lcoulement

    Lcoulement est fractionn en de multiples

    jets, galement rpartis dans toute la

    section de la conduite, ce qui assure des

    performances prcises et stables.

    Conseille pour les applications svres.

    Matrise de la perte de charge dun circuit

    hydraulique et du rglage dun dbit ou de

    tout autre grandeur lie celui-ci, telle que :

    pression, niveau temprature.

    Peu sensible la cavitation, les vibrations,

    les bruits, fluctuations de pression.

    Adapte pour les applications vitesse

    leve. Recommande pour les applications avec

    perte de charge importante.

    Large choix de matriaux.

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    Vanne de rglage et de rgulation multijetsMONOVAR

    www.pentair.com/valves

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    3 21

    Ecoulement

    Figure 1

    1 = Corps annulaire

    2 = Plaque fixe aval

    3 = Plaque mobile amont

    Conduite

    Bride

    Une vanne MONOVAR se compose dun corps annulaire (1) et de deux plaques circulaires

    perfores. La plaque aval (2) est fixe, la plaque amont (3) est mobile. En agissant sur larbre, la

    plaque mobile glisse le long de la plaque fixe. Les deux plaques possdent les mmes orifices, en

    nombre et diamtre, lesquels sont rpartis uniformment.

    Lorsque la vanne est ouverte, les trous des deux plaques sont face face. La section de passage

    est donc optimale.

    On obtient la fermeture de la vanne aprs dplacement de la plaque mobile dune distance

    suprieure au diamtre des trous. Ceux de la plaque fixe sont ainsi obturs par la plaque mobile.

    En rgulation, la plaque mobile se trouve en position intermdiaire, ce qui entrane une obturation

    partielle de la plaque fixe. Le dbit ou la perte de charge sont ainsi matriss.

    La vanne peut tre manoeuvre manuellement ou par lintermdiaire dun actionneur. Ce dernier

    peut tre pneumatique, hydraulique ou lectrique ddi la rgulation.

    Principe de fonctionnement

    La simplicit de conception de la vanne MONOVAR apparat dans la Figure 1.

    Avantages

    Le fluide, la traverse de toute vanne, dissipe une partie de son nergie. Cette perte dnergie

    saccompagne gnralement de phnomnes perturbateurs tels que des fluctuations de

    lcoulement, des vibrations mcaniques dans la tuyauterie, de la cavitation (formation de bulles de

    vapeur), des bruits dus la turbulence ou aux re-fermetures brutales des bulles de vapeur.

    Dans la MONOVAR, grce la division de lcoulement en de nombreux petits jets (plusieurs

    dizaines dorifices par plaque, rpartis sur toute la surface), cette dissipation sopre dans les

    meilleures conditions. Il en rsulte :

    - la rduction des fluctuations de lcoulement du fait de lnergie rduite de chaque jet et de la

    faible dimension caractristique de la turbulence induite de ces jets. De plus, les perturbations

    ne se propagent que sur une faible longueur en aval de la vanne, ce qui permet la rduction de

    la distance minimale gnralement recommande entre une vanne et lorgane le plus proche :

    dbitmtre, turbine...

    - Un nombre de dbut de cavitation meilleur que celui des vannes classiques.

    - Un excellent comportement en prsence de cavitation car celle-ci est reporte au sein du fluide

    (cavitation de mlange), loin des parties vitales de la vanne (contrairement aux vannes classiques

    o la cavitation apparat sur lobturateur, le sige, les tourillons, etc..). Il ny a galement pas,

    dans les conditions prvues dutilisation, de formation de poches de vapeur, ce qui rduit les

    risques de pulsation de pression.

    Enfin, la MONOVAR na pas de tendance naturelle louverture ou la fermeture, ce qui est, en

    gnral, un facteur positif de scurit.

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    Vanne de rglage et de rgulation multijetsMONOVAR

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    1000

    k

    100

    10

    10 20 40 60 80 100

    100

    10

    20

    40

    60

    80

    10 20 40 60 80 100

    Pourcentage douverture

    Coefficient de perte de charge / Pourcentage douverture

    Pourcentage douverture

    Dbit en %

    Dbit en fonction de louverture

    V2H = k

    2g

    2g

    q11 =

    8k

    Zone interdite

    Zone 3

    Zone 2

    Zone 1

    % douverture

    Indice de cavitation MONOVAR

    1 - K =

    K

    Qq

    11 =

    D2

    H

    1K =

    1 +

    P1-P

    2K =P

    1

    -Pv

    On dfinit, pour une vanne une ouverture donne, plusieurs valeurs de correspondant des degrs de cavitation plus ou moins marqus, apprcis

    par le constructeur. On peut dfinir galement, pour une vanne donne, la variation de ces nombres de cavitation en fonction de louverture. On obtient

    ainsi la caractrisation complte et prcise dune vanne de cavitation. On le rsume sous le vocable de courbes des requis par le constructeur.

    avec les mmes notations. On en dduit :

    et

    P1 : pression absolue amont mesure en pratique une distance gale un diamtre en amont,

    P2 : pression absolue aval mesure en pratique une distance gale 10 diamtres en aval et

    corrige de la perte de charge linaire entre les deux sections de mesure 1 et 2,

    PV : tension de vapeur du liquide la temprature considre.

    On utilise souvent les pressions exprimes en mtres de colonne de liquide.

    Certains fabricants de robinetterie utilisent le nombre de cavitation.

    P2-P

    v =P

    1

    -P2

    q11 : dbit rduit pour une ouverture donne de la MONOVAR

    Q : dbit traversant la MONOVAR pour la mme ouverture, en m3/s,

    H : perte de charge en mtres de colonne de liquide, pour la mme ouverture,

    D : diamtre nominal de la MONOVAR en mtres.

    Le graphique ci-contre donne la caractristique du dbit en fonction de louverture ( perte de charge

    constante).

    A titre dexemple, le q11dune MONOVAR dans une conduite de mme diamtre, et pour une

    perforation maximale, a une valeur de 1,3 m 3/s pleine ouverture (0.95 en extrmit de conduite).

    Nota : q11est li K par la relation :

    Cavitation

    Dans une vanne de rglage en conduite, les contractions ou changements de direction, les largissements brusques et les dcollements crent des

    abaissements locaux de pression. Lorsque ces dpressions sont telles que la pression absolue devient localement infrieure la tension de vapeur

    du liquide, il y a bullition de celui-ci et formation, soit de bulles isoles de vapeur, soit de poches de vapeur do se dtachent les bulles : on est en

    prsence de cavitation.

    La tendance de la vanne la cavitation est caractrise par un nombre de cavitation calcul partir de la formule suivante :

    Dbit rduit : q11

    Cest le dbit qui, traversant la MONOVAR de 1 m de diamtre pour une ouverture donne, y cre une perte de charge de 1 m de colonne de liquide.

    Cest donc, pour un dbit donn, une autre faon dexprimer la perte de charge H :

    H : perte de charge exprime en mtres de colonne de liquide, pour une ouverture donne de la

    MONOVAR,

    k : coefficient de perte de charge pour la mme ouverture,

    V : vitesse du liquide en m/s calcule dans la section nominale de la MONOVAR.

    g : acclration de la pesanteur en m/s2

    Le graphique ci-contre donne, titre dexemple, la valeur K pour la perforation maximale.

    Perte de charge

    Cest la perte de pression rsultant du passage du liquide dans la MONOVAR :

    Cette section prsente les lments ncessaires la slection des vannes MONOVAR. Des essais hydrauliques pousss sur nos bancs dessais et de

    qualification (mesures des caractristiques et visualisation directe des coulements), lexprience acquise sur les plates-formes dessai de turbines et

    pompes, des rfrences srieuses dexploitation, nous ont permis de dfinir les caractristiques, les conditions dutilisation et les critres de choix de la

    MONOVAR.

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    Vanne de rglage et de rgulation multijets MONOVARCaractristiques hydrauliques

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    a

    b

    c

    d

    eQ

    H1

    H2

    01

    2

    (HaHv)Dbit

    Perte de charge

    Rservoir avalVanne MONOVAR

    Perte de charge H en mtres de colonne de liquide par rapport au dbit Q

    Rservoir amont

    Conditions limites dutilisation

    Temprature

    En excution standard, la temprature dutilisation doit rester comprise entre 0 et 80C.

    Le recours des matriaux appropris pour les joints permet ceux-ci de conserver leur tanchit

    jusqu 200C. Les joints en lastomre et plastomre satisfont des tempratures basses jusqu

    -50C.

    Ces limites de temprature, rsultant de la technologie de construction, sont indicatives et doiventtre modules en fonction de la nature et de la pression du fluide vhicul.

    Pression maximale :

    PN64 : DN 100

    PN40 : DN 150

    PN25 : DN 200 DN 600

    PN16 : DN 700 DN 800

    PN10 : DN 900 DN 2000

    Etanchit

    La vanne nest pas tanche la bulle puisquil est recommand dinstaller une vanne disolement

    (en amont) de la MONOVAR, ou dinstaller celle-ci entre deux vannes disolement. Choix faire en

    fonction de la configuration.

    La MONOVAR est unidirectionnel. Merci de bien vouloir nous contacter en cas de reflux.

    Mthode de dtermination graphique du disponible

    Les valeurs de cavitation disponibles peuvent tre facilement calcules selon une mthode graphique.

    Lexemple de calcul indiqu dans la Figure ci-dessous est bas sur un coulement entre des rservoirs

    des niveaux diffrents. La figure reprsente la conduite de raccordement et inclut une vanne de rglage

    et de rgulation ainsi que, sur la droite, un graphique du dbit en fonction de la charge. Les pressions

    sont exprimes en mtres de colonne de liquide car il sagit de la procdure habituelle. Cependant, les

    variables H1, H2, HVont la mme signification de base que les variables P 1, P2, PV spcifies ci-dessus. Atitre dexemple, HVcorrespond la tension de vapeur du fluide vhicul exprime en mtres de colonne

    de liquide.

    Les points verticaux a b c d reprsentent la perte de charge une valeur de dcharge maximale Q.

    Les pertes de charge en amont et en aval de la vanne sont respectivement ab et cd. La distance

    intermdiaire bc, cest dire (H1- H2), correspond la perte de charge quil est possible dobtenir avec

    la vanne. Les courbes (quadratiques) menant jusqu b et c montrent limportance de la perte de charge

    due aux phnomnes de frottement prsents sur toute la longueur des deux conduites.

    Ha, charge au point a, correspond la pression la surface du rservoir suprieur, par exemple la

    pression atmosphrique. Ayant trac les parties essentielles de la figure, il reste alors uniquement

    ajouter la ligne horizontale dsigne e. Cette dernire devra tre trace une distance gale (Ha- HV) en

    dessous de laxe correspondant la charge zro.

    Le numrateur (P2- PV) de lexpression est reprsent par la longueur ce. Laquelle est quivalente (H2

    + Ha

    HV

    ), le dnominateur tant bc. Le nombre de cavitation

    souhait est par consquent ce/bc.

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    Vanne de rglage et de rgulation multijets MONOVARCaractristiques hydrauliques

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    Caractristiques

    Les caractristiques de dbit

    et de cavitation de la vanne

    MONOVAR sont indiques dans

    la Figure 2 en termes de dbit

    spcifique q11en m3/S.

    Q : m3/S

    D : m

    H : perte de charge en m

    Lgende

    Zone 1 : Fonctionnement

    normal

    Zone 2 : Fonctionnement

    acceptable

    Zone 3 : Fonctionnement avec

    cavitation importante

    Zone

    interdite : Fonctionnement avec

    cavitation intense

    Nous consulter pour les cas de

    fonctionnement en zone 3 et

    zone interdite.

    28 - 0,2 =

    48 - 28= 1,39

    25 - 0,2 =

    50 - 25= 0,99

    Remarque: La prsence ventuelle dun convergent - divergent modifierait les caractristiques de la MONOVAR. Nous consulter dans ce cas.

    Sur le graphique, les deux points sont dans la zone de

    fonctionnement normal. On peut adopter un diamtre de laMONOVAR de 0,3 m. Si on diminue D 0,25, on obtient alors :

    q11= 0,48 q11= 0,89

    La MONOVAR DN 250 fonctionne dans certains cas avec

    cavitation. Il est conseill de nous consulter.

    Exemple de calcul3. Calcul du de linstallation

    Si, sur le graphique du requis, les points (q11, ) sont dans la zone 1 :

    pas de risque de cavitation. Ce diamtre de la MONOVAR peut tre retenu ou,

    ventuellement, diminu.

    Si les points (q11, ) sont situs dans les zones 2 ou 3, cavitation caractrise :

    il faut tenir compte du temps de fonctionnement pour juger du risque encouru et,

    ventuellement, augmenter le diamtre de la MONOVAR (Nous consulter).

    Exemple de calcul

    Q = 0,150 m3/s Q = 0,250 m3/s

    P1 = 50 mCE P1 = 48 mCE

    P2 = 25 mCE P2= 28 mCE

    H = 25 mCE H = 20 mCE

    PV = 0,2 mCE

    D = 0,3 m

    Choix du diamtre1. Donnes de base

    Dbit rglable entre Q et Q

    Pression amont absolue P1et P1 Pression aval absolue P2et P2 Perte de charge admissible dans la MONOVAR H et H

    Tension de vapeur du liquide la temprature de service PV Diamtre nominal de la conduite D

    ImpossiblePossible

    % douverture

    q11MONOVAR bout de conduite

    q11MONOVAR DN 400

    q11MONOVAR DN 450

    Figure 2

    Zoneinterdite

    Zone 3

    Zone 2

    Zone 1

    P1-P2K =

    P1-Pv

    P2-Pv =

    P1-P2

    Q

    q11= D2

    H

    0,25

    q

    11 = 0,32

    20 = 0,62

    0,15

    q11 = 0,32

    25 = 0,33

    Q

    q11 = D2

    H

    Qq11 =

    D2

    H

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    Vanne de rglage et de rgulation multijets MONOVARCaractristiques de dbit et de cavitation du Monovar

    2. Calcul de q11

    et

    si q11< 1.3 la MONOVAR aura un diamtre infrieur ou gal D

    si q11> 1.3 la MONOVAR aura un diamtre suprieur D,

    quil faut choisir de telle sorte que q11= 1,3

    Exemple de calcul

    0,62 < 1,3 : la MONOVAR aura un diamtre de 0,3

    P2-Pv =

    P1-P2

    P2-Pv =

    P1-P2

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    6/8

    100 4 60 162 313 446 404 309 64 296 125 125 11 30

    150 6 80 220 348 516 428 309 110 558 148 374 73 67

    200 8 80 290 348 541 428 309 110 583 148 374 86 79

    250 10 84 350 348 576 428 309 110 618 148 374 105 80300 12 95 400 348 636 428 309 110 678 148 374 127 115

    350 14 110 438 589 1266 428 309 178 1210 178 530 258 286

    400 16 110 516 589 1271 428 309 178 1215 178 530 290 318

    450 18 140 560 589 1276 428 309 178 1220 178 530 320 350

    500 20 150 594 589 1296 428 309 178 1240 178 530 351 390

    600 24 160 696 589 1366 428 309 178 1310 178 530 432 470

    700 28 160 806 589 1396 428 309 178 1340 178 530 494 510

    800 32 160 914 589 1456 428 309 178 1400 178 530 614 610

    900 36 160 1017 589 1519 428 309 178 1460 178 530 662 690

    1000 40 160 1124 589 1596 428 309 178 1540 178 530 778 806

    1200 48 160 1342 589 1666 283 160 178 1610 178 530 1015 1043

    1400 56 160 1580 589 1816 283 160 178 1760 178 530 1336 1364

    1500 60 250 1660 589 1866 283 160 178 - - - - 2100

    1600 64 330 2032 331 2510 994 254 384 - - - - 5500

    2000 80 450 2345 352 3767 368 437 913 - - - - 8500

    Matriaux de construction

    Les matriaux standard sont :

    - Corps : Fonte EN GJS 500-7

    - Plaque fixe : Fonte EN GJS 700-2 ou acier inox. 13 % Cr (X20Cr13)

    - Plaque mobile : Fonte EN GJS 500-7 ou acier inox. 13 % Cr (X20Cr13)

    - Support : Fonte EN GJS 500-7

    - Arbre : Acier inoxydable 13 % Cr

    Autres matriaux de construction sur demande en fonction des conditions dutilisation.

    Remarques

    Les dimensions sont exprimes en mm, les masses en kg

    Dimensions et masses sont donnes titre indicatif.

    Commande par

    actionneur lectrique

    Commande manuelle

    Dimensions de la vanne (mm)

    DN Masse

    (mm) (pouces) C D G H K L M P R S manuelle lectrique

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    Vanne de rglage et de rgulation multijets MONOVARDimensions de la vanne

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    7/8

    Longueurs de conduite

    Sans aucunquipement mcanique

    3x DN

    Sans aucunquipement mcanique

    5 x DN

    Ecoulement

    Position dinstallation standardrecommande

    Instructions dinstallation

    - Il est important que la vanne MONOVAR puisse tre dmonte ultrieurement (respecter des

    dgagements, utiliser des manchettes et des brides coulissantes, etc.).

    - Installer la conduite, ou utiliser les raccords appropris, de sorte que la vanne MONOVAR nait

    pas supporter des charges anormales, rsultant des contraintes mcaniques de la tuyauterie ou

    de la dilatation thermique.

    - Vrifier que les sections de conduite soient alignes, que les brides soient parallles, que toutes

    les brides coulissantes jouent correctement leur rle et que les perages de chaque bride

    concident.

    - Selon le type de fluide vhicul, il est recommand de prvoir une grille, un filtre ou un pige

    dpts en amont de manire viter tout blocage ou toute panne mcanique de la vanne.

    - Vrifier que la vanne est installe correctement, en tenant compte du sens de lcoulement. Une

    flche reprsente sur le corps de la vanne MONOVAR indique le sens correct ; ce sens doit

    tre respect afin dviter tout dfaut.- Il est ncessaire de nettoyer la vanne MONOVAR avec un jet dair comprim avant toute

    installation. Sassurer que les conduites soient parfaitement propres, et quil ny ait aucun corps

    tranger (morceaux de rouille, perles de soudure, scories, etc.. lintrieur), susceptible de

    provoquer dimportants dommages.

    - Ne jamais oublier que linstallation correcte de la vanne MONOVAR est une condition pralable

    son bon fonctionnement.

    - Les vannes MONOVAR se montent entre les brides dune conduite (ou son extrmit) laide

    de tirants qui assurent galement le centrage de lappareil.

    - La vanne MONOVAR peut tre installe en conduite verticale, de prfrence coulement

    descendant, ou en conduite horizontale ( prciser). Dans ce dernier cas, il est recommand

    dorienter la commande vers le haut pour conserver la possibilit de purge offerte par lorifice

    diamtralement oppos, prvu cet effet.

    Organes de manoeuvre

    La manoeuvre des vannes de rglage et de rgulation MONOVAR peut tre assure par un

    volant de manoeuvre avec indication micromtrique de position ou par un actionneur (lectrique,

    pneumatique ou hydraulique). Caractristiques sur demande avec de nombreuses options

    possibles.

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    Vanne de rglage et de rgulation multijets MONOVAR

  • 7/24/2019 VCTDS-02619 Model Monovar-FR 2

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    * Pour le dtail de linstallation des capteurs de pression, nous consulter.

    (7) Platine de montageou botier

    (6) Borniers

    Entre de consigneexterne(4-20mA)

    Sortie analogique

    (4-20mA):dbit MONOVAR

    Sorties tout ou rien(Alarmes)

    Entres analogiques(Capteurs, dbitmtre)

    (4-20mA)

    Contrleur

    Alimentation lectrique 220 VAC ducontrleur

    Capteur de pression aval *

    Capteur depression diffrentielle *

    Capteur depressionAmont *

    Aval

    Diamtre

    EcoulementAmont

    Vanne MONOVAR

    Actionneur lectrique

    Positionneur et commandelocale en botier

    Entre analogique de position de la vanne

    (4-20mA)

    Contacts de fin de course et limiteurs

    de couple

    Sortie analogique de commande (4-20mA)

    Alimentation lectrique

    Schma fonctionnel

    Dtails de rgulation

    Un rgulateur est conu pour piloter une vanne rgulant le dbit ou la pression dans une

    installation. Le rgulateur est de type asservissement PID (Proportionnel Intgrale Drive).

    En plus de la rgulation, le rgulateur accepte des donnes dentre en provenance de diffrentes

    sources (capteurs de pression, etc.) quil peut analyser (Alarme, etc.). Ce rgulateur peut tre

    install indpendamment (gestion autonome) ou appartenir un systme centralis.

    Exemples de rgulation

    - Pression amont

    - Niveau amont

    - Pression aval

    - Niveau aval

    - Dbit (Calcul)

    - Dbit (avec dbitmtre)

    - Pression amont avec mesure et totalisation de dbit

    - Pression aval avec mesure et totalisation de dbit

    - Niveau amont avec mesure et totalisation de dbit

    - Niveau aval avec mesure et totalisation de dbit

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