Une grande partie de toutes les mesures industrielles se rapporte d’une manière ou d’une autre à la pression sous ses différentes formes. Le débit, par exemple, est souvent mesuré en déterminant la pression qui existe en deux points différents d’un système.
Dans un système Bourdon, les changements de pression sont utilisés pour produire le mouvement mécanique d’un stylet d’enregistrement.
La pression peut également être utilisée pour mesurer la température dans un système rempli grâce aux changements produits par une expansion du liquide ou du fluide dans le système rempli.
La mesure de la pression est effectuée plus que toute autre mesure dans les industries de transformation. C’est la meilleure indication rapide du travail effectué par les pompes et les compresseurs. C’est également la mesure la plus importante de l’état des appareils à pression en fonctionnement.
Qu’est-ce que la pression ?
La pression est une mesure de la force exercée sur une unité de surface.
Pour la pression dans un récipient, c’est une mesure de la force exercée par un fluide en raison de ses activités moléculaires. C’est une dérivation du concept ci-dessus combiné à la théorie cinétique des matières.
Types de pression exercée par les fluides
Pression produite par les liquides
Tous les fluides (liquides et gaz) ont un poids, ils exercent donc une pression contre la paroi de leur récipient. La pression exercée par un liquide en un point ou un endroit donné du récipient dépend de la hauteur de liquide au-dessus de celui-ci. Cette pression est indépendante de la forme du récipient.
Dans le schéma ci-dessus, les pressions exercées au fond de chaque récipient sont égales, à condition que les liquides aient la même densité et à la même hauteur.
Pression produite par la densité
La densité est le poids d’un mètre cube de matière. Différents liquides pèsent des quantités différentes pour le même volume et donc créeraient des pressions différentes.
Puisque nous savons que, la pression est égale à la force (ou au poids) sur une unité de surface, et dans tout volume fixe de colonne, le poids du liquide contenu varie avec la densité ; donc le changement de densité changera la pression du récipient.
Pression produite par les gaz
Pour étudier certains des principes régissant le comportement des gaz, nous utiliserons l’air comme gaz commun connu.
Puisque l’air a un poids, il accumule une pression statique, un peu comme les liquides. Un pied cube d’air pèse environ 0,08 lb. Une pièce de 10 pieds de large, 20 pieds de long et 8 pieds de haut contient 1600 pieds cubes d’air pesant environ 128 lbs. La couche d’air profonde qui recouvre la terre exerce une pression semblable à celle de l’eau au fond de l’océan. Cette pression est connue sous le nom de pression atmosphérique et est d’environ 14,7 psi au niveau de la mer.
Pression résultant d’une charge externe
La pression finale ou totale exercée en un point donné d’un vaisseau, d’une pompe, d’une conduite, etc. dépendra de la hauteur de charge, ou du poids du liquide manipulé, plus toute pression externe exercée sur le liquide manipulé. La figure ci-dessous montre l’effet de la pression externe.
Vaisseau rempli d’eau à une hauteur de 20 pieds et ouvert à l’atmosphère. La pression au fond serait de 20 × 0,433, soit 8,66 psi. Si nous fermons le récipient et ajoutons du gaz comprimé de 200 psi sur le dessus du récipient, nous trouverions que la pression du fond serait de (200 + 8,66) psi, soit 208,66 psi.
Glossaire de la pression
Deux points de référence pour la mesure de la pression existent. Le plus logique est le zéro absolu – une condition existant uniquement dans un vide parfait. Les pressions mesurées à partir de ce point de référence sont appelées pression absolue.
L’autre point de référence utilisé est la pression atmosphérique. La difficulté avec ce point de référence est qu’il change avec l’altitude (référence avec le niveau de la mer) et dans une certaine mesure avec les conditions météorologiques. Au niveau de la mer ou à proximité, cette pression est d’environ 14,7 psia ou 29,9 pouces ou 760 mmHga.
Pression absolue, Pabs
La pression absolue est la pression mesurée par rapport à la pression zéro (vide).
Pression manométrique, Pgauge
La pression manométrique (ou parfois appelée pression interne) est la pression mesurée par un manomètre en accès de la pression de l’atmosphère.
Un manomètre indique la différence entre la pression d’un système ou d’un récipient et la pression atmosphérique locale.
Cependant, soyez prudent ! lorsque vous lisez un manomètre ; déterminez s’il lit la pression absolue ou la pression manométrique, normalement indiquée par « a » ou « g », par exemple psia ou barg.
Pression atmosphérique, Patm
La pression atmosphérique est la mesure de la pression à la surface dans l’atmosphère. Cependant, la difficulté est qu’elle change avec l’altitude et l’humidité.
Donc, la pression atmosphérique peut différer d’une zone ou d’un endroit à l’autre.
Pression différentielle (DP)
La pression différentielle est la différence de pression, mesurée entre deux points de pression différents, au sein d’un même point de référence de pression…, par exemple, entre une pression inconnue et une pression atmosphérique locale.
Pression de tête
La pression de tête est la pression exercée par un liquide qui indiquée par la hauteur du liquide dans une colonne de liquide.
Elle dépend :
1. de la hauteur de la colonne de liquide.
2. de la densité relative du liquide.
Hauteur de pression = R.D x h x 9,8 kPa
où, R.D = densité relative du liquide, h = la hauteur du liquide g = force gravitationnelle
Note : la densité relative est la densité d’un liquide par rapport à la densité standard référentielle (eau = 1000 kgm-3)
Vide
La pression inférieure à la pression atmosphérique est appelée vide. Le vide est une absence de fluide d’air. L’échelle du vide s’étend entre le point de référence du zéro absolu et la pression atmosphérique, ce n’est donc pas une pression positive. Elle est traitée comme une force d’aspiration ou une pression négative.
Conversions de pression entre les unités
Méthodes de mesure de la pression
Il existe 3 méthodes de base pour mesurer la pression;
I. La première méthode consiste à équilibrer la pression inconnue contre la pression produite par une colonne de liquide de densité connue;
II. La deuxième méthode consiste à permettre à la pression inconnue d’agir sur une zone connue et à mesurer la force résultante soit directement, soit indirectement.
III. La troisième méthode consiste à permettre à la pression inconnue d’agir sur un matériau élastique et à mesurer la contrainte ou la déformation résultante.
Auteur : N. Asyiddin
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