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Pertes ou fuites

Pertes ou fuites

Une perte ou une fuite se définit par une fissure dans un système
théoriquement hermétique, par laquelle du gaz s’échappe. D’un point de vue
dimensionnel, une perte se quantifie par l’indication de la quantité
volumique de gaz s’échappant en une seconde avec une différence de
pression donnée ΔP de part et d’autre de la perte. Le long d’une
canalisation, il se produit un flux gazeux si une certaine différence de
pression est maintenue entre ses extrémités. La capacité d’une
canalisation à laisser passer le flux gazeux est liée, outre à la
différence de pression entre les deux extrémités de la canalisation, à ses
caractéristiques géométriques. À cet effet, on introduit une grandeur,
appelée conductance, définie comme le rapport entre le flux de gaz et la
différence de pression entre les extrémités de la canalisation C = Q / (p1
- p2) exprimée en m3/s ou en l/s.

L’équation des gaz parfaits s’exprime à l’aide de la formule
suivante:

expression dans laquelle n représente le nombre de moles de gaz contenu
dans le volume V à la pression p, T représentant la température absolue
exprimée en degrés Kelvin [K] et R la constante des gaz parfaits (égale à
8,31441 j·mol-1·K-1). On en déduit de cette manière, dans le cas où la
pression est une constante du système, l’équation de dépendance du flux
gazeux en fonction de la variation du volume de gaz, de la pression et du
temps:

L’unité de mesure du taux de fuite (Q) dans le système international
(SI) est le Pa·m3/s. Le mbar l/s est une unité de mesure de flux tolérée
par le SI dans la mesure où il représente un multiple de l’unité
standard.

1 mbar·l/s = 10 Pa·m3/s  (1 Pa = 10-2 mbar et 1 m3 =
103 litres).

Dans le cas des mbar l/s, le taux de fuite a une
valeur Q= 1 mbar·l·s-1 si l’on se trouve à l’intérieur d’une enceinte
fermée, d’un volume de 1 litre, dans laquelle le vide a été fait. La
pression augmente alors, en 1 seconde, de 1 mbar. Si l’enceinte
est, au contraire, en surpression, cette pression diminue de
1 mbar.

Cependant, il n’est pas toujours possible d’avoir une
valeur de perte exprimée à l’aide des unités de mesure du système
international. Il convient alors de convertir ces valeurs en Pa·m3/s ou en
mbar l/s.

À titre d’exemple, dans le secteur des machines
frigorifiques, les valeurs de fuite sont exprimées en g de fluide
réfrigérant perdu par année. Le débit massique dans ce cas est transformé
en g/mole et donc en moles/s pour le transformer en débit gazeux. Le
tableau ci-après fait la conversion du débit massique en débit équivalent
et donne la conversion en g/an des fluides réfrigérants les plus connus et
des autres gaz en débits nominaux d’hélium équivalents, exprimés en mbar
l/s.

La transformation du courant en poids (g / an) débit équivalent de
l'hélium (mbar • l / s) peut être simplement obtenu en multipliant l'IG /
an pour les facteurs suivants:

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