Système Venturi VS Pompes à vide

Comment fonctionne le système Venturi ?

Un système Venturi réduit la pression lorsqu’un fluide s’écoule à travers une section rétrécie (ou étranglement) d’un tuyau. En 1797, Giovanni Battista Venturi a réalisé des expériences sur l’écoulement dans un tube en forme de cône et a construit le premier débitmètre pour tuyaux fermés appelé « tube de Venturi ». Un vide Venturi est créé par une pompe dans laquelle circule de l’air comprimé, mais la pompe ne comporte aucune pièce mobile. L’air comprimé traverse la chambre initiale, puis un portail plus petit qui s’ouvre sur une autre chambre plus grande, qui est comme la première.

La pression statique dans le premier tube de mesure (1) est plus élevée qu’au niveau du second (2), et la vitesse du fluide au niveau de « 1 » est plus faible qu’au niveau de « 2 », car la surface de la section transversale au niveau de « 1 » est plus grande qu’au niveau de « 2 ».https://en.wikipedia.org/wiki/Venturi_effect

Construire un tuyau dans lequel le fluide circule entraîne une pression plus faible. Ce principe est contraire à l’intuition du bon sens. Pourquoi la pression diminue-t-elle ? Où va le fluide si le passage est rétréci ? Lorsque le fluide commence à s’écouler, sa vitesse autour de l’orifice du tuyau augmente considérablement en raison de la restriction de la section transversale. L’eau qui s’écoule dans un tuyau en est une illustration. L’eau est un liquide qui ne se comprime pas facilement. Lorsque l’eau s’écoule dans la zone rétrécie d’un tuyau, elle s’écoule plus rapidement. Le même volume d’eau doit passer plus rapidement dans le même espace. Plus la région rétrécie du tuyau est petite par rapport au rayon d’origine, plus la vitesse du fluide est rapide.

Plus le fluide en mouvement est rapide, plus la pression est faible (c’est le principe de Bernoulie) et plus la vitesse est élevée, plus la différence de pression différentielle mesurée est importante. Les restrictions brutales génèrent de fortes turbulences dans un fluide. L’ajout d’une buse adaptée à des vitesses d’écoulement plus élevées aux fluides contenant des particules abrasives réduira les turbulences et créera moins de perte de pression. La réduction des turbulences est plus importante avec les buses et les tubes Venturi où la restriction est créée par des constrictions coniques plus longues dans la paroi du tube.

NOTE : Plus la section d’échappement du tuyau est longue, plus l’effet de vide est fort.

Tous les systèmes Venturi, y compris les jauges, les compteurs, les buses, les plaques d’orifice, les chokes et les tuyaux peuvent être fournis avec différentes tailles de diamètre de restriction afin que la perte de pression et la pression différentielle générée puissent être optimisées pour les conditions du processus et les applications.  » En dynamique des fluides, la vitesse d’un fluide incompressible doit augmenter lorsqu’il traverse une constriction en accord avec le principe de continuité de masse, tandis que sa pression statique doit diminuer en accord avec le principe de conservation de l’énergie mécanique  » (Wikipédia, effet Venturi, Récupéré le 18 septembre 2018). Par conséquent, tout gain d’énergie cinétique et de vitesse du fluide lorsqu’il traverse une restriction est équilibré par une chute de pression.

Note intéressante : le débit massique d’un fluide compressible augmentera avec l’augmentation de la pression en amont, ce qui augmentera la densité du fluide à travers la constriction (bien que la vitesse reste constante). C’est le principe de fonctionnement d’une buse de Laval. L’augmentation de la température de la source augmentera également la vitesse sonique locale, permettant ainsi d’augmenter le débit massique, mais seulement si la surface de la buse est également augmentée pour compenser la diminution de la densité qui en résulte.

Le système Venturi se compose de :

• Commutateur de vide Venturi ou Nex Flow Ring Vac
• Tuyau ou tuyau
• Minimum 2,5 CFM @ 90 PSI

Le système Venturi augmente la capacité d’aspiration de tout compresseur d’air. Pour configurer un Venturi Vacuum, branchez le compresseur à une extrémité, déplacez l’interrupteur sur le réglage du vide, et branchez l’autre extrémité dans un dispositif de vide.

Le composant principal est un tube Venturi. Comme le fluide s’écoule à travers une longueur de tuyau de diamètre variable. Pour éviter une traînée aérodynamique excessive, un tube de Venturi a généralement un cône d’entrée de 30 degrés et un cône de sortie de 5 degrés. (Wikipédia, Consulté le 18 septembre 2018).

Accessoires

• Raccord de buse à déconnexion/connexion rapide
• Jauges de pression ou de vide pour surveiller la quantité de vide créée avec le système
• Pompe à vide pour collecter le matériau. matériau, puis utiliser le système Venturi pour déplacer le matériau sur une plus grande distance

Avantages d’un système de vide Venturi

Les meilleurs avantages d’un système de vide Venturi sont qu’il :

• Crée un vide élevé et un flux amplifié pour générer une forte force de transport afin de déplacer n’importe quel matériau avec facilité.
• Réduit les coûts énergétiques avec une moindre consommation d’air et utilise moins de pression.
• Moins susceptible de contaminer le flux d’air en raison de la conception à passage droit, qui empêche le colmatage.
• Léger et portable ; Configuration simple, ce qui est plus facile à fabriquer et moins cher à l’achat. S’assemble rapidement et facilement et se fixe à la configuration existante. Ne comporte aucune vanne et ne nécessite aucun filtre.
• Configurable : Raccordement standard, fileté (NPT ou BSP) ou à brides
• Disponible dans un large choix de matériaux : Aluminium anodisé/anodisé dur, acier inoxydable 304/316L et téflon. Construit pour durer : les matériaux sont traités pour assurer la longévité dans le cycle de vie du produit
• Dépasse les pompes multi-étagées de 2 à 7 fois
• Aucun risque électrique ou d’explosion

Applications du système Venturi

Les tubes Venturi sont utilisés dans les processus où la perte de pression permanente n’est pas tolérable et où une précision maximale est nécessaire en cas de liquides très visqueux. Ils sont également utilisés dans des applications où ils remplacent les pompes à vide à moteur électrique :

• Mise à l’air libre des gaz
• Pièces métalliques en mouvement dans un environnement rugueux de machines :
  • Chargement de trémie ; granulés de plastique pour le moulage par injection
  • Enlèvement des garnitures
  • Opérations de remplissage
  • Transfert de matériaux
  • Sablage
• Gaz à travers une ligne de transmission ou un laveur : Déplace des matériaux ou des fluides humides et secs à travers un tuyau
• Transmission d’énergie : Transporter des solvants et des produits chimiques, par exemple, du pétrole et du gaz, de la vapeur
• Convertir un compresseur d’air standard en une machine à aspiration pour fixer des produits avec une aspiration uniforme pour fixer une base à une surface. L’utilisation d’un compresseur d’air comme force de serrage permet également d’éviter de percer des trous sur une surface de travail.
• Mesurer la vitesse d’un fluide, en mesurant les changements de pression à différents segments du dispositif:
  • Mesurer les pressions de carburant ou de combustion dans les moteurs à réaction ou de fusée
  • Mesurer les petits et grands débits d’eau et d’eaux usées
• En métrologie (science de la mesure) pour les jauges étalonnées pour les pressions différentielles.
• Aspirateurs d’eau qui produisent un vide partiel en utilisant l’énergie cinétique de la pression de l’eau du robinet
• Connectez votre sac à vide pour faire des stratifiés formés sous vide
• Opérations de formage sous vide pour des applications industrielles efficaces
• Atomiseurs qui dispersent du parfum ou de la peinture en spray (c’est-à-dire.par exemple, à partir d’un pistolet de pulvérisation).

PRODUITS FATURÉS

Qu’est-ce qu’une pompe à vide ?

Une pompe à vide est un dispositif, qui a été inventé en 1650 par Otto von Guericke. Elle élimine les molécules d’air et de gaz d’un espace scellé ou confiné, ce qui entraîne un vide partiel. Parfois, les pompes à vide éliminent les gaz d’une zone, laissant un vide partiel derrière elles ou éliminent l’eau d’une zone à une autre, comme le fait une pompe de puisard dans un sous-sol.

La performance d’une pompe à vide est mesurée sur la vitesse de la pompe ou le volume du débit à l’entrée en volume par unité de temps. La vitesse de pompage fluctue pour chaque type de pompe et pour le gaz/liquide/fluide sur lequel elle est utilisée. Le nombre de molécules pompées par unité de temps ou débit est un autre facteur de performance.

L’aspiration d’un vide est provoquée par une différence de pression d’air. Un ventilateur entraîné par une électricité réduit la pression à l’intérieur de la machine. La pression atmosphérique pousse alors l’air à travers le tapis et dans la buse de sorte que la poussière est littéralement poussée dans le sac.

Les composants d’une pompe à vide sont :

• Suction : Plus la puissance d’aspiration est élevée, plus l’aspirateur est puissant.
• Puissance d’entrée : La puissance consommée est exprimée en watts. La puissance d’entrée nominale n’indique pas l’efficacité de l’aspirateur, mais seulement la quantité d’électricité qu’il consomme
• Puissance de sortie : La quantité de puissance d’entrée est convertie en débit d’air à l’extrémité du tuyau de nettoyage. Le débit d’air est souvent indiqué en airwatts (watts).

Comment fonctionne une pompe à vide ?

Un arbre rotatif, dans un espace étanche, élimine les molécules d’air et de gaz. Cette action diminue progressivement la densité de l’air dans l’enceinte, ce qui entraîne un vide. Au fur et à mesure que la pression dans l’enceinte est réduite, il devient plus difficile d’éliminer des particules supplémentaires. La quantité d’énergie produite par une pompe à vide dépend du volume de gaz retiré et de la différence de pression produite entre l’atmosphère interne et externe.

Les deux technologies utilisées par les pompes à vide sont le transfert ou la capture de gaz.

Les pompes de transfert allouent la poussée du côté du vide au côté de l’échappement pour accélérer le gaz.
Elles déplacent les molécules de gaz par action cinétique ou déplacement positif:

Les pompes de transfert cinétique dirigent le gaz vers la sortie de la pompe en utilisant des pales à grande vitesse ou une pression de gaz introduite. Les pompes cinétiques n’ont généralement pas de récipients étanches mais peuvent atteindre des taux de compression élevés à basse pression.

Le transfert par déplacement positif piège le gaz et le déplace à travers la pompe. Elles sont souvent conçues en plusieurs étages sur un arbre d’entraînement commun. Le volume isolé est comprimé en un volume plus petit à une pression plus élevée et expulsé dans l’atmosphère (ou vers la pompe suivante). Il est courant d’utiliser deux pompes de transfert en série pour obtenir un vide et un débit plus élevés. Le gaz expulsé est au-dessus de la pression atmosphérique lorsque le même nombre de molécules de gaz sortent de la pompe et y entrent. Le taux de compression est la pression d’échappement à la sortie mesurée par rapport à la plus basse pression obtenue à l’entrée.

Les pompes de capture capturent les molécules de gaz sur des surfaces à l’intérieur du système de vide. Cette pompe fonctionne à des débits plus faibles que les pompes de transfert mais peut fournir un vide très fort. Les pompes de capture fonctionnent par condensation cryogénique, réaction ionique ou réaction chimique et n’ont pas de pièces mobiles. Elles peuvent générer un vide sans huile.

Les pompes à vide mécaniques ont généralement un moteur électrique comme source d’énergie, mais peuvent alternativement s’appuyer sur un moteur à combustion interne, et aspirent l’air d’un volume fermé pour le rejeter dans l’atmosphère. La pompe à vide à palettes est le type de pompe mécanique le plus populaire. Des rotors individuels sont placés autour d’un arbre et tournent à grande vitesse. L’air est piégé et déplacé par l’orifice d’admission et un vide est créé derrière lui.

Types de pompes à vide

Les pompes peuvent être considérées comme des pompes humides ou sèches, selon que le gaz est exposé ou non à l’huile ou à l’eau pendant le pompage. Une pompe humide utilisera de l’huile ou de l’eau pour la lubrification et/ou l’étanchéité et ce fluide peut contaminer le gaz balayé (pompé). Les pompes sèches n’ont pas de fluide. Elles présentent des espaces étroits entre les parties rotatives et statiques de la pompe, utilisent des joints en polymère sec (PTFE) ou un diaphragme pour séparer le mécanisme de pompage du gaz balayé. Les pompes sèches réduisent le risque de contamination du système et d’élimination de l’huile par rapport aux pompes humides.

Remarque : les pompes à vide ne sont pas facilement converties de l’humide au sec en changeant le style de la pompe. La chambre et la tuyauterie peuvent être contaminées si elles sont humides. Par conséquent, toutes les pompes humides doivent être soigneusement nettoyées ou remplacées, sinon elles contamineront le gaz pendant le fonctionnement.

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Primaire/Booster/Secondaire	Nom	Type de pompe
Pompes primaires (de refoulement)	Pompe rotative à palettes scellée à l’huile	Humide. Déplacement positif humide
	Pompe à anneau liquide
	Pompe à diaphragme	Déplacement positif sec
	Pompe à spirale
Pompes de surpression	Pompe à racine
	Pompe à griffes
	Pompe à vis
Pompe secondaire	Pompe turbomoléculaire	Transfert cinétique à sec
	Pompe à vapeur. Pompe à diffusion	Transfert cinétique humide
	Cryopompe	Piégeage sec
	Pompe ionique à sputter

Raisons d’utiliser une pompe à vide :

1. Proviser une force
2. Collecter les poussières
3. Éliminer les constituants actifs et réactifs
4. Éliminer les gaz piégés et dissous
5. Diminuer le transfert thermique
6. Augmenter le « libre parcours moyen » des molécules de gaz afin que la pression devienne utile.

Le libre parcours moyen est la distance que parcourt une molécule avant d’entrer en collision avec une autre molécule. Une molécule pourrait connaître les types d’écoulement suivants dans le vide :

1. Écoulement visqueux, turbulent : Mouvement aléatoire énorme alors que les molécules essaient de se déplacer dans tout espace ouvert qui pourrait mener à une sortie plus rapide.
2. Écoulement visqueux, laminaire : Après quelques minutes, la ruée des molécules vers la sortie prend fin et elles commencent à se diriger vers une sortie de façon ordonnée.
3. Écoulement moléculaire : Le libre parcours moyen devient plus long à l’intérieur du diamètre du tuyau, créant un écoulement libre des molécules. Les molécules de gaz auront plus de chances d’entrer en collision avec les parois du pipeline (conteneur) qu’avec une autre molécule. Lorsque la pression diminue, la conductance diminue également jusqu’à ce que le flux gazeux se transforme en flux moléculaire. La conductance est la mesure de la masse de gaz qui s’écoule à la pression moyenne par mètre de longueur du tuyau.

Avantages d’une pompe à vide

• Déplace un grand volume d’air/un faible vide
• Convertit la pression en débit (nécessite une pression plus élevée pour fonctionner)
• Collecte la saleté, poussière et débris
• Economie d’énergie
• Durable

Applications des pompes à vide

• Processus médicaux, qui nécessitent une aspiration comme la thérapie ou les spectromètres de masse
• Applications chimiques et pharmaceutiques
• Instruments d’analyse scientifique qui analysent les matériaux solides, gazeux, de surface, liquides et biologiques comme la microscopie électronique
• Industries de transformation pour évacuer les fumées, enlever la poussière et la saleté, alimenter les équipements et compacter les déchets :
  • Sucreries
  • Pulpe &papier
  • Ciment
  • Tubes à vide
  • Lampes électriques
  • Semiconducteurs

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  • Revêtement en verre
• Les gyroscopes des instruments de vol sont alimentés par une source de vide en cas de panne électrique.
• Systèmes de traitement des eaux usées
• Evacuer l’eau d’une zone à une autre, comme le fait une pompe de puisard dans un sous-sol.

Système Venturi VS Pompe à vide

Un système Venturi peut être utilisé dans plusieurs des mêmes applications qu’une pompe à vide. Le principal avantage du système Venturi de Nex Flow (Ring Vac) est que les unités sont compactes et robustes, simples à configurer et ne nécessitent aucune maintenance par rapport aux pompes à vide. En cas d’évacuation continue de l’air, le choix d’une pompe à vide basse pression permet d’économiser des coûts énergétiques. Cependant – si le transport intermittent de matériaux est ce que vous recherchez – un aspirateur annulaire fonctionnant à l’air comprimé avec un interrupteur marche/arrêt instantané peut économiser des coûts énergétiques lors de l’utilisation d’air comprimé.