CH665481A5

CH665481A5 - Dispositif de mesure d'ecoulement et utilisation de celui-ci dans des systemes liquide/gaz a deux ou plusieurs phases.

Info

Publication number: CH665481A5
Application number: CH4292/85A
Authority: CH
Inventors: Darrel Francis Coleman; Morris Melvin Bond
Original assignee: Dieterich Standard Corp
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1988-05-13
Also published as: CN1004301B; CA1232778A; FR2571847A1; EP0178776B1; CN85108279A; IT8522498A0; IT1185441B; US4559836A; EP0178776A1; FR2571847B1; DE8528655U1; DE3566300D1; KR910002982B1; BE903470A; KR860003516A

Description

La présente invention est relative à un dispositif de mesure d'écoulement du type tube de Pitot comprenant un corps tubulaire (18) de section non circulaire, des moyens pour fixer le corps à un io conduit avec un partie à l'intérieur et une autre partie à l'extérieur du conduit, une paroi de séparation dans le corps tubulaire divisant le corps en deux compartiments, ainsi que des passages dans l'autre partie reliant les compatiments à un appareillage, une série d'orifices étant prévus dans le corps, au moins un de ces orifices étant orienté 15 en amont et un autre en aval du conduit.

Le brevet US-A-4.154.100 se rapporte à un dispositif de mesure d'écoulement du type tube de Pitot qui a comme caractéristique la plus importante un corps façonné appelé «corps de séparation», qui sépare le fluide s'écoulant à l'intérieur d'un conduit et qui établit des 20 zones de séparation d'écoulement précises sur les deux côtés de ce dernier. En établissant ces zones et en façonnant le corps en aval de celles-ci de telle sorte que l'écoulement ne puisse pas s'y refixer sur une gamme étendue de conditions d'écoulement, la pression déterminée par application d'un facteur de correction (coefficient d'écoule-25 ment) à la différence entre la pression de fluide dynamique moyenne détectée par deux ou plus de deux: orifices orientés vers l'amont et la pression de référence en aval détectée par d'autres orifices orientés vers l'aval agencés dans le sillage du fluide s'écoulant autour de la sonde, pouvait être déterminé d'une façon beaucoup plus sûre et 30 précise qu'avec des débitmètres du type tube de Pitot qui étaient dépourvus de ces caractéristiques.

Les débitmètres du type tube de Pitot destinés à mesurer les écoulements de fluide sont largement utilisés et sont connus depuis un grand nombre d'années, certains de ces premiers débitmètres 35 ayant été brevetés il y a a peu près un siècle. Bien qu'à première vue ils semblent être simples, la vérité est qu'ils sont extrêmement complexes et que de nombreuses études ont été faites sur eux, notamment comment améliorer leur sensibilité et voir ce qui peut être fait pour les rendre plus précis sous une gamme étendue de conditions 40 d'écoulement. Par exemple, les débitmètres utilisés pour mesurer les fluides, les gaz et même les écoulements à deux phases dans un conduit doivent nécessairement être plus complexes de par l'influence que le conduit a sur les caractéristiques de l'écoulement que ceux, par exemple, agencés sur le bord avant d'une aile d'avion, qui 45 est soumis à un fluide en circulation (air) dont les caractéristiques d'écoulement se rapprochent de celles d'un écoulement laminaire idéal ou parfait. L'écoulement dans les régimes à basse pression s'est révélé être beaucoup plus difficile à mesurer de façon précise parce que c'est dans cette zone que des facteurs tels que le mauvais aligne-50 ment des trous orientés vers l'amont ont leur influence la plus grande, de telle sorte que ces dispositifs ne permettent pas de détecter la «pression d'arrêt» où le fluide a une vitesse essentiellement nulle, ou bien encore la différence de pression entre les orifices dans la sonde elle-même entraîne un écoulement de fluide entre ceux-ci, 55 qui est perçu comme étant une erreur dans la lecture de la pression dynamique. On a constaté que le débit d'un des fluides les plus couramment utilisés, à savoir la vapeur d'eau, s'avérait très difficile à déterminer de façon précise et que les sondes du type tube de Pitot qui produisaient des résultats très adéquats dans d'autres fluides, 60 même dans certains systèmes à deux phases, ne permettaient pas d'obtenir des résultats probants avec la vapeur d'eau, du moins sur des périodes de temps prolongées.

Si, comme indiqué dans le brevet US-A-4.154.100, les bords du corps de séparation perpendiculaire à l'écoulement sont rendus tran-65 chants, la précision du dispositif est améliorée de même que la résistance du signal à certains nombres de Reynolds. La raison de l'efficacité des coins tranchants est que, lorsqu'un fluide s'écoule autour d'un corps continu lisse, il suivra les contours du corps jusqu'à ce

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que les forces d'inertie dans le fluide entraînent sa séparation de la surface et son écoulement suivant une ligne plus ou moins droite. Toutefois, lorsque le fluide commence à s'éloigner de la surface du corps, la différence de pression entre les surfaces orientées vers l'amont et vers l'aval se modifie d'une manière non proportionnelle à la vitesse de l'écoulement à proximité du corps. Par conséquent, si l'on utilise un tel corps comme dispositif de détection d'écoulement, le signal résultant n'est plus proportionnel à l'écoulement à certains débits. Si l'on induit le fluide par certains moyens tels que, par exemple, des bords tranchants, de manière à le séparer du corps à de très faibles vitesses, la différence de pression entre les surfaces amont et aval restera proportionnelle à la vitesse de l'écoulement et, par conséquent, au débit.

Toutefois, les bords latéraux de la sonde ne doivent pas, en fait, être tranchants comme «la lame d'un couteau», mais il existe par contre une relation entre leur degré de finesse et la largeur transversale du corps de séparation séparant un de ces bords latéraux de l'autre qui, si on l'observe, maintiendra la précision de l'appareillage sur pratiquement sa plage totale de fonctionnement et d'application pratique. On a constaté suivant la présente invention que cette relation pouvait être exprimée de la façon suivante:

r/bo<0,2

où «r» est le rayon des bords latéraux et b0 est la largeur transversale du corps de séparation, c'est-à-dire la distance séparant ces bords latéraux lorsque r est égal à zéro ou que ces bords sont tranchants.

Le fait de séparer l'écoulement du corps de séparation suivant des conduits de séparation définis et de ne pas l'y renvoyer produit également une faible pression relativement uniforme sur la totalité de la surface de la sonde en aval des zones de séparation d'écoulement, ce qui fait que celle-ci n'est pas aussi sensible à l'orientation et rend également l'emplacement des orifices de détection de la pression en aval orientés vers l'aval moins critique pour une bonne précision.

Dans des applications de mesure d'écoulement à une seule phase, la pratique habituelle a toujours consisté à monter la partie détectrice de la sonde qui est la partie se trouvant à l'intérieur du tuyau du conduit, sur un diamètre de celui-ci, ou du moins à proximité immédiate de cette position, la déviation autorisée étant de l'ordre de 5° d'une manière ou d'une autre. Cette même pratique a été appliquée dans les systèmes à deux phases dans lesquels des particules liquides sont entraînées dans un gaz; toutefois, la demanderesse a constaté qu'une telle approche est incorrecte en ce qui concerne les systèmes à plusieurs phases, qui comprennent à la fois des composants gazeux et liquides. En fait, on doit utiliser des critères de montage totalement différents pour obtenir les meilleurs résultats dans les systèmes à deux phases chaude et froide. D'une manière plus spécifique, on a à présent déterminé que dans les systèmes à deux phases chaudes tels que, par exemple, les conduits de vapeur d'eau, la sonde est de préférence montée de manière que son extrémité de tête contenant le mécanisme de lecture soit, dans la mesure du possible, monté suivant un angle d'approximativement 10° inférieur à celui de son extrémité éloignée ou de queue. Cela signifie que, dans les conduits de vapeur d'eau agencés verticalement, la sonde doit être inclinée vers le haut de manière que son extrémité de queue soit d'approximativement 10° au-dessus de son extrémité de tête, la raison étant que le mécanisme électronique délicat relié à l'extrémité de tête ne peut pas résister à des températures excédant 82° C et que, par conséquent, en inclinant la sonde et en laissant les chambres ou compartiments orientés vers l'amont et l'aval se remplir partiellement d'eau, elle puisse fonctionner à la manière d'un tampon isolant suffisamment efficace pour empêcher toute détérioration aux dispositifs de lecture électroniques. La même chose est vraie pour un conduit horizontal en ce que l'extrémité de la tête de la sonde peut être localisée au point bas de la canalisation ou plus haut de l'un ou l'autre côté à moins d'environ 80°.

A l'inverse, dans les systèmes à plusieurs phases froides agencés tels que, par exemple, pour tenter de mesurer le flux de gaz naturel humide sortant d'un puits à la tête de puits lorsqu'il contient, de temps à autre, de l'eau, de la boue de forage, des matières solides en suspension, de l'huile et d'autres impuretés, l'extrémité de tête de la sonde doit être positionnée au-dessus de l'extrémité de queue de manière que ces impuretés puissent s'écouler et de telle sorte que la mesure résultante puisse être prise de la phase gazeuse seule.

Par conséquent, l'extrémité de queue de la sonde doit de préférence être inclinée vers le bas en dessous de la tête d'un angle d'approximativement 10°.

Le problème à surmonter par la présente invention est de prévoir une sonde de mesure d'écoulement du type tube de Pitot améliorée utilisable dans des environnements d'écoulement limités, qui convient particulièrement bien aux systèmes à plusieurs phases dans lesquels l'une des phases est liquide et l'autre gazeuse.

Suivant la présente invention, on résout ce problème grâce à un dispositif de mesure d'écoulement du type susmentionné, qui est caractérisé en ce qu'une partie orientée vers l'amont du corps touchée par un fluide en circulation comprend un bord avant convexe séparant une paire de parties essentiellement planes qui se terminent en une paire de bords latéraux espacés transversalement qui coopèrent, définissant des zones de séparation d'écoulement efficaces pour séparer le fluide s'écoulant sur celles-ci du corps précité, la courbure convexe des bords latéraux étant telle que les rayons ne dépassent pas 0,2 de la distance transversale entre eux, le ou les orifices orientés vers l'amont étant agencés dans le bord avant précité.

D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:

La figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe avec brisures partielles d'une sonde de mesure d'écoulement, montrant en détail l'orientation inclinée vers le haut de la sonde dans un conduit agencé verticalement lorsqu'on l'utilise pour mesurer l'écoulement de composants chauds en phase liquide-gazeuse.

La figure 2 est une vue en élévation latérale fragmentaire similaire à la figure 1, et à la même échelle, mais représentant la sonde inclinée vers le bas telle qu'elle serait agencée pour la mesure de systèmes froids à plusieurs phases contenant à la fois un liquide et un gaz.

La figure 3 est une section prise suivant les lignes 3-3 de la figure 1, à une échelle légèrement agrandie.

La figure 4 est un schéma illustrant la relation admissible entre l'arrondi des zones de séparation d'écoulement sur des côtés opposés du corps de séparation, et la distance transversale qui les sépare.

Si l'on se réfère aux figures 1, 2 et 3, la référence numérique 10 représente d'une manière générale le dispositif ou la «sonde» de mesure d'écoulement monté dans la paroi d'une canalisation ou d'un conduit 12 de grande dimension, agencé verticalement. Un trou 14 dans la paroi latérale 16 reçoit la «partie détectrice» 18 de la sonde 10 qiii s'étend transversalement jusqu'à la paroi latérale éloignée 20. L'axe central du détecteur 18 coupe l'axe central de la canalisation 12; toutefois, contrairement à l'habitude, il est incliné vers le haut ou vers le bas par rapport à cette dernière lorsqu'on l'utilise pour mesurer les débits de systèmes à plusieurs phases comprenant à la fois des composants liquides et gazeux, que ceux-ci soient chauds ou froids.

On peut utiliser n'importe quel moyen de fixation ou de montage usuel, tel qu'un manchon 22, pour fixer la sonde 10 en une position appropriée par rapport à l'axe central. La partie détectrice 18 de la sonde 10 se termine à l'extérieur de la canalisation en une tête 24 qui contient des passages 26 et 28 qui sont reliés respectivement à des compartiments de pression supérieure et inférieure 30 et 32. Ces passages sont reliés, à leur tour, à une jauge de haute pression Gl et une jauge de basse pression G2.

Une paroi de séparation ou de division 34 sépare et isole les compartiments 30, 32, comme on peut le voir également sur la figure 3. Trois ou plus de trois orifices 36 orientés vers l'amont, appelés «ori5

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fices d'impact», permettent d'amener le fluide circulant dans la canalisation 12 dans le compartiement de haute pression 30, tandis que d'autres «orifices aval» 38 font la même chose par rapport au compartiment de basse pression 32.

Sur les figures 1 et 2, l'écoulement fluide est dirigé vers le haut, voir à cet effet les flèches. Les orifices 36 sont agencés dans la partie inférieure de la partie détectrice 18 et s'ouvrent dans le compartiment 30, qui est situé en dessous du compartiment 32. D'une façon similaire, les orifices 38 sont agencés sur la partie supérieure du détecteur et s'ouvrent dans le compartiment 32. Lorsque la disposition des orifices 36 et 38 est identique sur les faces amont et aval, comme le sont les compartiments, l'orientation de la sonde resterait telle que représentée sur les deux figures, si la direction de l'écoulement était inversée. Les fonctions des orifices et des compartiments changeraient par le fait que les orifices 38 dans la partie supérieure de la partie détectrice deviendraient les orifices d'impact, tandis que les orifices 36 situés en dessous deviendraient les orifices aval.

Dans certaines applications où le bouchage ou l'obstruction peut devenir un problème, la disposition des compartiments se fait de préférence sur des détecteurs qui comprennent un «tube d'interpolation», par exemple ceux représentés dans les brevets US-A-3.581.565, 3.803.921 et 4.154.100. Bien que les compartiments de grande dimension 30, 32 soient préférables par rapport aux tubes d'interpolation dans des environnements où des parties de la sonde peuvent s'obturer sur une période de temps prolongée, ils n'offrent pas une solution complète puisque la dimension des orifices 36 et 38 est également critique.

Pour la mesure de l'écoulement, la précision est d'autant meilleure que la pression d'arrêt peut être déterminée d'une façon plus précise. Puisque, par définition, la pression d'arrêt est le point auquel le fluide a une vitesse nulle et une pression maximale, il est raisonnable de conclure que ce point peut être localisé d'une façon d'autant plus précise que l'ouverture est plus petite. Malheureusement, ce critère n'est pas applicable avec un système sans problèmes d'obturation parce que, évidemment, le système est d'autant moins sujet à se boucher que l'orifice de détection de la pression est plus grand.

On prévoit des orifices de grand diamètre 36 et 38 agencés respectivement sur des bords avant et arrière 40 et 42 à large arrondi. En disposant des ouvertures de grande dimension, pratiquement non obstruables, à la surface arrondie orientée vers l'amont, même si elles sont légèrement mal placées d'un côté ou de l'autre par rapport au point d'arrêt sur l'axe central de la sonde, elles détectent les pressions qui ne diffèrent pas sensiblement de la pression d'arrêt. En disposant des trous d'une même dimension sur des bords avant au contour escarpé ou bien, à cet égard, sur des bords aplatis orientés plus ou moins perpendiculairement à la direction de l'écoulement, il en résulte des lectures de pression sensiblement différentes de la pression d'arrêt si ces trous ne sont pas agencés d'une manière précise sur l'axe central de la sonde. Un avantage également inattendu découlant du bord avant orienté vers l'amont 40 avec ces contours légèrement arrondis est le fait que l'on pourrait même faire tourner la sonde légèrement autour de son axe sans déplacer les orifices d'impact orientés vers l'amont définis par ces trous surdimensionnés dans des zones présentant des pressions sensiblement différentes de la pression d'arrêt. A nouveau à cet égard, cela ne pourrait pas se passer lorsque des trous de la même dimension sont placés sur des bords avant au contour accentué ou essentiellement plans. A présent, bien que cela ne soit qu'au bord avant orienté vers l'amont 40 que la pression d'arrêt existe et qu'elle doit être détectée et mesurée, dans une sonde bidirectionnelle telle qu'illustrée qui, pour toutes les applications pratiques, est symétrique autour d'un axe central transversal, il est préférable que le bord avant orienté vers l'amont 40 et le bord arrière orienté vers l'aval 42 aient le même contour.

Les trous qui forment les orifices de détection de pression 36 et 38 doivent être suffisamment larges pour empêcher toute obstruction.

L'espacement des orifices d'impact le long de la partie 18 est critique pour ce qui est d'établir une moyenne précise des pressions détectées en des emplacements en travers de la canalisation; toutefois, cet aspect du dispositif décrit ici ne fait pas partie de l'invention 5 puisqu'il suit les emplacements appelés «Chebyshef». Chaque trou de détection doit représenter la vitesse dans une aire spécifique de la canalisation et l'aire représentée par un trou quelconque doit être exactement égale à l'aire représentée par un autre trou quelconque.

Si l'on se réfère à nouveau à la figure 1, l'extrémité de tête H de io la sonde est disposée en dessous de son extrémité de queue T. Le fluide est retenu dans l'extrémité de tête, dont une certaine partie se prolonge vers l'extérieur dans les deux compartiments 30, 32. Le niveau du fluide dans le compartiment 30 est évidemment déterminé par l'emplacement de l'orifice d'impact orienté vers l'amont 36F 15 juste à l'intérieur de la paroi latérale voisine 16 de la canalisation 14 puisque tout fluide se trouvant au-dessus de ce niveau s'écoulera simplement. Dans le compartiment 32, c'est l'orifice de référence orienté vers l'aval 38F, agencé de façon correspondante, qui détermine le niveau dans la chambre de basse pression. Toutefois, le 20 point important à noter est que le corps de fluide PI dans le compartiment 30 de même que le corps séparé P2 retenu dans la chambre 32 recouvrent respectivement les entrées 44 et 46 menant aux passages 26 et 27, du fait de l'inclinaison vers le haut de la sonde. On utilise ce montage pour les systèmes à deux phases ou à plusieurs phases con-25 tenant un liquide en même temps qu'un ou plusieurs constituants gazeux, par exemple de la vapeur d'eau humide ou sèche. En inclinant la sonde de manière à ce que les phases liquides B1 et B2 forment des barrières isolantes, on protège l'appareillage (Gl et G2) de toute action directe de la vapeur chaude.

30 On a constaté qu'une inclinaison vers le haut d'approximativement 10° isolera l'appareillage dans la plupart des applications de phases liquides-gazeuses chaudes. La figure 1 représente une inclinaison vers le haut d'environ 20° donnée principalement à titre illus-tratif puisque l'angle d'inclinaison minimum suffisant pour assurer 35 que les quantités de fluide PI et P2 isolent l'appareillage de l'action du gaz chaud est probablement le meilleur. Le montage de la figure 1 doit être utilisé lorsque les vapeurs s'approchent d'une température d'approximativement 82° C ou analogue, température au-dessus de laquelle on sait que des détériorations se produisent.

40 II n'y a pas de différence lorsque l'écoulement est ascendant comme indiqué sur la figure 1 ou descendant, la même prise des quantités de fluide PI et P2 se produisant éventuellement. Pour l'écoulement vers le bas, il peut s'avérer nécessaire d'amorcer le dispositif avec du fluide pour créer la quantité PI dans ce qui serait le 45 compartiment de basse pression orienté vers l'aval 30 puisqu'il se trouve dans le sillage du fluide circulant autour du corps de séparation et que, par conséquent, aucun fluide ne pourrait l'atteindre directement. La condensation entraînera éventuellement une récolte de fluide dans cette chambre même sans amorçage. Il est nécessaire à so présent que ces deux corps de fluide soient présents lors du calibrage de l'appareillage parce que, pour toutes les applications pratiques, ils existeront au cours d'une opération normale et varieront peu ou pas de dimension.

Lorsqu'il y a de très petites quantités de phase liquide présentes, 55 comme avec la vapeur d'eau surchauffée, une certaine partie de liquide, quel qu'il soit, est disponible et se condensera éventuellement pour former les quantités de fluide PI et P2. Toutefois, il y aura une différence et ce sera le fait que la vapeur surchauffée constituera constamment la partie qui s'évapore du liquide retenu, en 60 abaissant ainsi le niveau des quantités de fluide PI et P2. Un équilibre sera éventuellement atteint pour une série donnée de conditions opératoires et, lorsque cela se produit, les appareillages peuvent être calibrés en conséquence.

La figure 2 représente l'état opposé à celui de la figure 1, par le 65 fait que le système de liquide-gaz est froid à la place d'être chaud. Tel quel, il n'y a aucune raison d'isoler l'appareillage d'un accès à la phase gazeuse, qui n'est pas dangereuse. Tout au contraire, un accès direct à l'appareillage doit être assuré et est réalisé en inclinant la

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sonde vers le bas, de manière que les quantités de liquide Q1 et Q2 se forment dans l'extrémité de queue de la sonde. Les niveaux de ces quantités sont déterminés par l'emplacement des orifices d'entrée de queue 36T et 38T. Q1 et Q2 ne modifient pas le calibrage de l'appareillage. 5

L'angle d'inclinaison vers le bas de la figure 2 a été exagéré pour une question de clarté et le système fonctionnerait d'une manière tout à fait satisfaisante si le degré d'inclinaison était d'approximativement la moitié de celui représenté. La quantité de fluide retenu dans la chambre inférieure 30 en dessous de l'orifice d'impact 36T à io l'angle d'inclinaison vers le bas représenté sur la figure 2 ne serait constituée que de quelques gouttes.

Certains détails devraient être donnés quant au procédé utilisé pour monter la sonde dans d'autres canalisations que des canalisations verticales pour autant qu'il s'agisse de systèmes liquide-gaz, à 15 deux ou plusieurs phases. En fait, le montage dans une canalisation horizontale est beaucoup plus simple sous les conditions de'phases multiples chaudes et froides puisque l'axe central de la sonde peut être placé sur un diamètre de la canalisation plutôt que d'être incliné. Dans le cas du système liquide-gaz chaud, dans une canalisa- 20 tion horizontale l'axe de la sonde doit être placé dans la mesure du possible dans un plan vertical de manière que son extrémité de tête soit abaissée d'au moins 10° par rapport à son extrémité de queue. Vue sous un autre angle, son extrémité de tête peut être déplacée vers le haut dans chaque direction à partir du bas de la canalisation 25 d'un angle d'approximativement 80° au moins. Encore plus simple est le système liquide-gaz froid puisque, de toute façon, la tête doit être située au-dessus de l'extrémité de queue, il est plus simple de monter la sonde juste comme elle serait montée dans un système à une seule phase, c'est-à-dire avec son axe coïncidant avec un diamè- 30 tre disposé verticalement à la canalisation. Elle pourrait évidemment être inclinée d'un côté ou de l'autre pour autant que sa tête reste au moins à 10° ou analogue au-dessus de son extrémité de queue mais agir de la sorte complique sans nécessité le montage à moins qu'il existe certaines autres raisons pour agir de la sorte, par exemple des 35 limitations d'espace.

Si l'on se réfère à la figure 3, la partie détectrice 18 de la sonde est constituée d'une gaine extérieure 48 dans laquelle sont introduites des garnitures tubulaires 50A et 50B. La gaine 48 est de section transversale généralement carrée, les garnitures ayant la forme de 40 triangles isocèles. Les bords avant et arrière de la gaine 40 et 42 sont arrondis comme le sont les bords latéraux 52R et 52L qui forment les zones de séparation d'écoulement, mais dans une moindre mesure. Les bases 56A et 56B des garnitures coopèrent de manière à définir la paroi de séparation 34 tandis que leurs branches 58R, 58L, 60R et 60L viennent s'adapter exactement contre les parois intérieures de la gaine, face à face à celles-ci, comme indiqué. On peut également utiliser d'autres garnitures que celles de la forme triangulaire représentée, par exemple les garnitures rectangulaires, ce qui placerait la paroi de séparation 34 en une position coupant la gaine carrée à mi-chemin entre ses coins plutôt que sur une diagonale. Quelle que soit la position de la paroi de séparation, elle doit isoler les pressions dans les deux chambres l'une par rapport à l'autre. Elles doivent de préférence être aussi grandes que possible, pour autant qu'elles puissent être ajustées dans les limites de la gaine mais elles ne doivent pas être nécessairement de la même dimension ni de la même forme. Toutefois, la simplicité de fabrication et de réalisation de l'unité bidirectionnelle suggère d'adopter une configuration symétrique d'un certain type, telle que représentée.

On notera que les bords latéraux (52R et 52L sur la figure 3) de la partie 18 qui constitue le corps de séparation qui sépare l'écoulement sont légèrement arrondis, comme indiqué sur la figure 4, en «r». La distance séparant ces bords latéraux ou zones de séparation d'écoulement a été appelée «b„» et a été définie précédemment. La demanderesse a constaté que, bien que les bords latéraux au contour escarpé produisent des zones de séparation d'écoulement plus clairement définies, cela n'était pas une nécessité puisque pratiquement aucune diminution de la précision des pressions détectées par l'appareillage ou aucune réduction significative de la résistance du signal n'ont pu être décelées lorsque le rapport défini en divisant le rayon de ces zones de séparation d'écoulement «r» par la distance «b0» séparant celles-ci n'excédait pas une valeur de 0,2. Compte tenu de ce degré de latitude dans la finesse requise dans ces zones de séparation d'écoulement, on évite des opérations d'usinage et de finissage coûteuses et on peut utiliser à la place de celles-ci de simples techniques de laminage utilisant une matière tubulaire déformable, et cela avec de grandes réductions de coût.

Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.

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1 feuille dessins

Claims

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REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure d'écoulement du type tube de Pitot comprenant un corps tubulaire (18) de section non circulaire, des moyens (22) pour fixer le corps à un conduit (16) avec une partie à l'intérieur et une autre partie (10) à l'extérieur du conduit, une paroi de séparation (34) à l'intérieur du corps tubulaire divisant le corps en deux compartiments (30, 32) ainsi que des passages (28) dans l'autre partie reliant les compartiments à un appareillage (Gl, G2), une série d'orifices (36) étant prévus dans le corps, au moins un de ces orifices étant orienté en amont et un autre en aval du conduit, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'une partie orientée en amont du corps (18) touchée par un fluide en circulation comprend un bord avant convexe (40) séparant une paire de parties essentiellement planes qui se terminent en une paire de bords latéraux espacés transversalement (52L, 52R) qui coopèrent, définissant des zones de séparation d'écoulement efficaces pour séparer le fluide s'écoulant sur celles-ci du corps précité, la courbure convexe des bords latéraux étant telle que les rayons ne dépassent pas 0,2 de la distance transversale entre eux, le ou les orifices amont précités (36F, 36T) étant agencés sur le bord avant (40) susdit.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bord avant (40) a un rayon de courbure sensiblement plus grand que les rayons de courbure (r) des bords latéraux précités (52L, 52R).
3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale du corps (18) a l'allure générale d'un losange, ce corps comprenant une partie orientée vers l'aval (48) comprenant un bord arrière arrondi convexe, et en ce qu'une seconde paire de parties essentiellement planes se prolongent en amont en une relation divergente d'interconnexion du bord arrière (38) aux bords latéraux arrondis (52L, 52R) sur les deux côtés de ceux-ci.
4. Utilisation d'un dispositif de mesure d'écoulement selon la revendication 1 pour mesurer l'écoulement dans un courant en circulation à deux phases ou à plusieurs phases contenant des constituants liquide et gazeux, ce dispositif de mesure comprenant en outre des séries de trois ou de plus de trois orifices (36, 38) dans le corps espacés longitudinalement sur celui-ci s'ouvrant dans les compartiments respectifs précités, une tête (H) à une extrémité contenant des passages (28) reliés à chacun des compartiments précités et pouvant être reliés à un appareillage de mesure de pression (Gl, G2) ainsi qu'une extrémité de queue fermée (T) opposée à l'extrémité de tête, ce procédé étant caractérisé en ce que, lors du montage, l'une des extrémités de tête (H) et de queue (T) précitées est agencée en une position élevée au-dessus de l'autre de manière que des quantités de liquide soient retenues dans chacun des compartiments (30, 32).
5. Utilisation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison par rapport à l'horizontale dans un conduit vertical est d'approximativement 10°.
6. Utilisation suivant l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que, lorsque l'on mesure le débit d'un système froid contenant un constituant gazeux à une température inférieure à celle qui pourrait endommager l'appareillage (Gl, G2), on élève l'extrémité de tête (H) au-dessus de l'extrémité de queue (T) d'un degré tel que le fluide retenu dans l'extrémité inférieure des compartiments (30, 32) quitte les passages précités menant à l'appareillage de mesure de pression non recouvert par les quantités de liquide susmentionnées et directement accessible au gaz froid précité.
7. Utilisation suivant l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que, lorsque l'on mesure le débit d'un conduit chaud dans lequel le constituant gazeux est à une température suffisante pour endommager l'appareillage (Gl, G2), on élève l'extrémité de queue (T) au-dessus de l'extrémité de tête (H) d'un degré tel que le liquide retenu dans les compartiments (30, 32) recouvre les passages précités (28) menant à l'appareillage (Gl, G2) de manière à constituer une barrière isolante entre ce dernier et le gaz chaud.
8. Utilisation suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, lorsque l'on mesure le débit d'un conduit chaud dans lequel le constituant gazeux est à une température d'approximativement 82° C ou supérieure, on élève l'extrémité de queue (T) au-dessus de l'extrémité de tête d'un angle d'approximativement 10°.

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