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Conception d'un système d'aspiration de poussière au poste de ponçage de carreaux de la MIPROMALO

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par Saturnin TACHOULA TSOGNO
Ecole nationale supérieure polytechnique de Yaoundé - Ingénieur génie industriel 2005
  

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IV-2-1-2. Le capotage

Le capot désigne l'entrée du réseau de gaine et la bouche d'aspiration. Il est déterminé de façon à profiter de la trajectoire naturelle des poussières (et notamment de leurs force ascensionnelle), pour mieux les canaliser et surtout éviter toute conception de capotage, fondée sur un entraînement à contre-courant qui se révèle toujours d'une moindre efficacité pour une dépense énergétique supérieure.

Un bon capot doit répondre aux exigences suivantes.

§ Ne pas gêner le fonctionnement de l'outil meule ;

§ Être dans la trajectoire de projection des copeaux ;

§ Être suffisamment enveloppant, mais non complètement fermé, pour capter le maximum de poussières.

Variation des vitesses d'air au voisinage d'une entrée d'aspiration

La vitesse de l'air varie très rapidement d'un point à un autre tout autour de la bouche du capot. La figure 14 [6] montre d'après les résultats de DALLA-VALLE, la forme des surfaces d'égale vitesse devant une bouche d'aspiration circulaire sans collerette et avec collerette. Les vitesses sont indiquées en pourcentage de la vitesse moyenne dans la section d'entrée (V). Cette figure montre que la vitesse décroît très rapidement avec la distance au dispositif de captage. Par exemple, à une distance égale au diamètre de l'ouverture, la vitesse de l'air n'est plus dans l'axe que d'environ 7% de V sans collerette et d'environ 10% de V avec une collerette.

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La forme des courbes d'égales vitesses dépend d'autres facteurs directement liés à la géométrie du capot, par exemple :

§ la proportion entre le grand et le petit côté, si l'entrée est de section rectangulaire ;

§ la présence d'un flasque ou collerette sur le pourtour de l'entrée qui repousse vers l'extérieur les courbes d'égales vitesses et par conséquent accroît l'efficacité du capot ; (figure 15)

Nous adoptons finalement le capot schématisé à la figure 16 (comportant un convergent et une collerette) qui enveloppe bien le poste de travail. La collerette permettra de repousser les lignes d'égales vitesses vers l'extérieur et permettra ainsi de maintenir la vitesse d'aspiration à une bonne distance de l'entrée des gaines.

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IV-2-1-3. Calcul du réseau

Ici, nous devons déterminer les caractéristiques des conduites à prévoir dans les différentes branches du réseau, trouver les pertes de charges totales dans le réseau et la hauteur manométrique du ventilateur à installer. De nombreuses méthodes existent dont les plus connues sont :

· Le dimensionnement à perte de charge linéaire constante,

· Le dimensionnement à vitesse constante,

· Le dimensionnement à regain de pression statique,

· L'optimisation technico-économique.

IV-2-1-3-1. Choix de la méthode

Une rapide étude comparative (tableau 3) des différentes méthodes évoquées ci-dessus nous permet de choisir rigoureusement celle qui répond le mieux au cahier des charges de notre système.

Tableau 3 : Choix de la méthode de dimensionnement

Méthode

dimensionnement à perte de charge linéaire constante

dimensionnement à vitesse constante

dimensionnement à regain de pression statique

L'optimisation technico-économique

Objectif

déterminer le diamètre des différents tronçons de façon à avoir une perte de charge linéaire constante dans tout le réseau

dimensionner les différentes sections de passage de façon à avoir une vitesse constante dans toute l'installation

L'objectif de cette méthode est d'obtenir une pression statique quasi-constante à chaque noeud du réseau.

minimisation du coût énergétique de fonctionnement de l'installation, d'investissement initial,

Avantage

méthode simple et rapide

appointé pour des réseaux à une branche

méthode simple et rapide

appointé pour des réseaux à une branche

méthode prenant en compte dès le départ l'équilibrage du réseau.

l'utilisation optimale de la pression totale délivrée par le ventilateur.

Optimisation de l'ensemble de l'installation, ventilateur compris, d'un point de vue énergétique mais aussi économique

Inconvénients

ne correspondent à aucun optimum puisque l'équilibrage du réseau est « artificiel » :

ne correspondent à aucun optimum puisque l'équilibrage du réseau est « artificiel » :

calculs itératifs sur chaque branche du réseau pouvant rapidement devenir fastidieux

Calculs fastidieux

Programmation informatique obligatoire

En examinant le tableau 3 et en tenant compte des exigences du cahier des charges qui demande une vitesse d'aspiration de 20 m/s à la bouche d'aspiration et compte tenu du fait que notre réseau présente une seule branche, nous avons opté pour la méthode de dimensionnement à vitesse constante

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