Détendeur KBIO

Comme on l'avait démontré dans le post sur la théorie d'un détendeur simple, la pression de sortie varie lorsque la pression d'entrée change et ce quelle que soit la qualité du design. C'est inhérent aux principes physiques. L'intérêt est que la variation de la pression de sortie est très inférieure à celle de la pression d'entrée. Le coefficient réducteur dans les dimensions courantes de nos engins est de l'ordre de 10%. C'est à dire qu'une variation de 2 bars en entrée se traduira par une variation de 0,2 bars en sortie. Pour faire mieux, il faut passer à des engins à double détente ou des trucs beaucoup plus sophistiqués. Ou en monter 2 simples en série...
La plage de pression d'entrée acceptable est définie par 2 trucs tout simples:
- La course utile du ressort pour qu'il ne soit ni entièrement détendu ni compressé totalement, spires contre spires.
- Le degré de liberté de déformation de la membrane. Plus la course possible de la membrane entre les flasques hautes et basses sera faible et plus réduite sera la plage d'utilisation.

KBIO a écrit:Si je fais varier la pression en amont, la pression variera obligatoirement en aval.
Un détendeur est fait pour réduire la pression et travailler dans une fourchette de pression amont, qui ne soit pas trop importante.

rookie78 a écrit:sur un détendeur simple, la pression de sortie varie lorsque la pression d'entrée change et ce quelle que soit la qualité du design.

Bonjour à tous,
KBIO et rookie78, je ne partage pas votre avis ...
Pour qu'un détendeur soit indépendant de la pression amont, il suffit que la pression de référence soit la pression atmosphérique. Celle-ci variant de quelques millibars, la régul sera quasi constante (au soleil ou sous la neige). Le ressort n'est là que pour "aider" la pression atmosphérique à contrer la pression du gaz. Regardez de plus près le détendeur de votre gazinière, il y a un petit trou sur le couvercle au dessus de la membrane, il a une grande utilité ! (Il est d'ailleurs écrit 28mBar pour le butane, c'est précis).

Bonjour à tous,
Je me permet d'intervenir depuis Cannes où la chaleur est étouffante et la seule manière de la combattre reste encore le 51 qui arrive à troubler un liquide un peu louche que l'on appelle H2O.
Un détendeur à gaz doit permettre un mélange idéal, en proportion, entre la quantité d'air (comburant) et la quantité de gaz (carburant). Il est donc illusoire de vouloir réaliser un détendeur délivrant une pression de gaz ABSOLUE alors que la pression atmosphérique peut varier. Pour garder les mêmes proportions air/gaz il faut que le détendeur délivre une pression qui soit proportionnelle à la pression atmosphérique, autrement dit, le détendeur doit fournir une pression RELATIVE. Dans le cas des détendeurs à gaz qui permettent l'utilisation d'une bouteille standard, la pression délivrée est de 28 mbar RELATIFS, c'est à dire 28 mbar au dessus de la pression atmosphérique. La pression atmosphérique normale étant de 1013 mbar et le détendeur standard délivrant une pression relative de 28 mbar, la pression absolue du gaz sera de 1041 mbar. Si la pression atmosphérique monte à 1020 mbar, la pression absolue du gaz sera de 1048 mbar.
Dans le cas où la différence de pression à détendre est importante, on sépare la fonction détection de pression en aval (détectée par la membrane), de la fonction ouverture de la vanne (toujours provoquée par la même membrane dans le cas des petits détendeurs simples). Ceci permet d'introduire les fonctions proportionnelle/intégrale et dérivée qui vont pouvoir autoriser des vitesses de réaction adaptées aux besoins

Tout à fait JPA ! Et donc pour 1020mBar cela fait 0,7% d'écart avec les 1013 moyens (donc dérisoire). Pour info : 947mBar (-6,5%) et 1050mBar (+3.5%) sont les deux extrêmes mesurées en France (en 1821). Même en cas d'ouragan ou d'anticyclone du siècle, la pression en sortie du détendeur sera toujours acceptable

Hello!
J'espère que le frigo fonctionne bien à bord, parce qu'ici on manquerait plutôt de Jaune que d'Ô! Profite!
Comme je l'ai écris par ailleurs, la différence de pression atmosphérique , on s'en tamponne un peu.
Le but est de trouver un détendeur que l'on puisse régler en fonction de la pression du tank à gaz qui varie de 3 bars maxi par forte chaleur à 0 bar quand il est vide.
La  plage idéale sur laquelle il faut travailler , c'est un tarage du détendeur entre 1.5 bar & 2.5 bars qui permette une pression relativement stable en aval. C'est trés réalisable après quelques tâtonnements dans le choix et la course des ressorts.En dessous de 1b, le détendeur est "détendu" et laisse passer pratiquement tout le gaz . La pression ne permet plus le givrage , le débit est stable, il ne sert pratiquement plus à rien.
La pression en aval n'est pas critique si elle doit varier de 100/200 gr. Le détendeur servant à ne pas vider le tank à gaz trop vite avec un refroidissement qui fait encore baisser la pression.
L'autre solution, mais qui n'empèche pas de trouver le bon ressort et la bonne échelle de tarage, serait d'installer un petit mano en sortie de détendeur et de régler la pression voulue vers le bruleur en fonction de la pression du tank à gaz, elle mème fonction de la température ambiante.
A force, on va bien arriver à quelque chose de simple et fiable.
Bonne soirée.

Malevthi a écrit:
Pour qu'un détendeur soit indépendant de la pression amont, il suffit que la pression de référence soit la pression atmosphérique. Celle-ci variant de quelques millibars, la régul sera quasi constante (au soleil ou sous la neige). Le ressort n'est là que pour "aider" la pression atmosphérique à contrer la pression du gaz. Regardez de plus près le détendeur de votre gazinière, il y a un petit trou sur le couvercle au dessus de la membrane, il a une grande utilité ! (Il est d'ailleurs écrit 28mBar pour le butane, c'est précis).

Ce n'est pas correct!! Il ne s'agit pas d'un régulateur avec l'affichage d'une consigne!! Revoyez le post sur la théorie de ce genre de détendeur et suivez les calculs:

https://modelismenavalradioc.forumactif.com/t13739-detendeur-theorie-et-calculs#194010

La pression atmosphérique joue bien sur la face arrière de la membrane et d'ailleurs pour simplifier les formules nous l'avons considérée constante. Ce qui n'empêche pas que la pression de sortie sera dépendante de la pression d'entrée mais avec un fort coefficient d'atténuation qui est assez simple à calculer...

rookie78 a écrit:mais avec un fort coefficient d'atténuation

Je suis bien d'accord.

Good morning gentleman ...........in reality, one common attribute would probably be the initial gas pressure in the gas tank....as would we not top up the tank to the nominal bulk supply pressure [tank] prior to a sailing?

In industrial fluid mechanics... we have pressure reducing valves that also sense any diminishing pressure the supply and compensate for this via a pilot to the regulator

As we know, JMC .....  ....ANTON......provides a similar concept, however uses the diminishing or falling boiler pressure  to pilot the change in gas flame in his V71 gas regulator

So the intention of his V71 regulator is to supply a variable flame heat output to maintain a semi constant steam pressure and irrespective of the diminishing gas pressure available in our small on board gas tank

This to me is a good solution  .... Derek

PS...the word translator is crazy................

Salut!
Un petit stage à l'atelier puisqu'il pleut.


Sinon tout va bien.
Cordialement.

Ah ! bin voilà qui fait plaisir! notre Kbio va bien

Rassurant de voir que la pratique confirme la théorie!!
Tu pourrais même avec ta manip vérifier le coefficient d'atténuation qui dépend des diamètres de la membrane et du clapet! Tu ne le précises pas, mais le mano en "amont" a une échelle nettement moins sensible que celui en "aval".

Quand à la plage de pression "amont" admissible, elle dépend de la course libre que tu as donné à la membrane et de la raideur du ressort. Et là tu as un peu un dilemme... Avec une course de membrane donnée:
- Pour augmenter la plage de pression "amont" il faut augmenter la raideur du ressort.
- Mais plus le ressort sera raide et plus difficile sera le réglage de la pression "aval", un poil de tour sur la vis de réglage correspondant à une forte variation de la force exercée par le ressort.
- Ou il faut augmenter la longueur du ressort et là tu tombes dans les soucis d'encombrement...

Salut.
Je vais voir à refaire un essai plus précis avec un mano de 4 bars en amont.
La membrane doit faire +/- 10mm de diamètre et l'orifice de passage ouvert à fond est de 3mm mais il n'est jamais ouvert à fond ==> donc difficile de savoir la surface de passage .
On devrait mieux voir la fluctuation de variation entre amont & aval.
Bref, si on n'apprend pas grand chose, on aurait au moins la satisfaction d'avoir essayé et d'avoir une idée du pourquoi du comment..
Bien cordialement.

Salut!
Esais rapides avec un mano de 4 bars seulement.
On voit mieux les fluctuations en aval suivant les changements en amont.
Le détendeur fonctionne bien entre 1.5 b & 0.75 bar.
Rookie va nous développer ça!
Cordialement.

Salut,

Pas tellement de trucs à développer. On voit parfaitement le fonctionnement du détendeur.
- Le détendeur permet bien de passer d'une pression élevée en amont à une pression plus basse en aval et tant que la pression amont est stable, la pression aval reste stable à la consigne donnée.
- Lorsque la pression "amont" chute la pression "aval" augmente mais dans des proportions bien moindre et vice-versa. Il y a donc en plus de la fonction "détendeur" une fonction "régulateur", imparfaite, mais présente.
- Il y'a bien pour un détendeur physique donné une plage de pressions de fonctionnement.

KBIO nous donne un diamètre de membrane de 10mm et une surface de clapet de 3mm. D'après le calcul très simplifié, le ratio d'atténuation des variations de pression "aval" devrait être de 10%.

D'après ce que j'arrive à lire sur les manos du film, un passage de 1bar à 1,5bar de la pression d'entrée, donc une variation de 0,5bar, se traduit en sortie par un passage de 0,65bar à 0,55bar et donc une variation de 0,1bar. le facteur d'atténuation mesuré serait donc de 20%. L'effet attendu est là mais c'est plus que prévu.
C'est assez facile à expliquer. le ratio théorique avait été calculé avec un certain nombre d'hypothèses simplificatrices:
- Force du ressort de réglage très, très supérieure à la force de rappel du clapet.
- Surface de membrane très,trés supérieure à la surface du clapet.
- Elasticité et donc effet ressort de la membrane négligeable.

Aux faibles pressions où nous travaillons et avec les petites dimensions de l'engin, ces approximations sont un poil osées! Et la différence constatée entre le ratio théorique et celui mesuré n'est pas trop surprenante. Mais au final, diviser par 5 les variations de la pression d'entrée n'est déjà pas si mal...

On peut constater aussi sur la vidéo un petit phénomène transitoire lorsque KBIO change la pression amont. Par exemple lorsqu'il augmente la pression "aval" la pression de sortie commence d'abord par augmenter légèrement avant de baisser comme le veut la théorie. Ca, je pense est simplement du au fait que la pression amont est elle aussi ajustée avec un détendeur et les détendeurs fonctionnant en réalité grâce à un débit, il faut quelques dixièmes de seconde pour que toute la chaîne se ré-équilibre.

Voilà, voilà...

Hello!
Merci Rookie de bien vouloir suivre mes essais.
C'est vrai qu'en mesurant tous les effets du détendeur, on se trouve confronté à des réactions dont on ignorait l'ampleur. Mais que tu nous a bien décrites.
Pour la précision des lectures, faut dire que les frottements sont un facteur de variation non mesurable , surprenant et chia...!.
il y a aussi le temps de réaction.
Bref, on comprend un peu mieux, et ça va permettre de définir les bons ressorts par rapport à la surface de la membrane.
Ca et un usinage plus fin , et on devrait avoir quelque chose de fiable et précis dans l'échelle de valeurs qui nous intéresse.
En attendant, fait beau, et bon! Du bon temps pour rouler .....sa bosse!
Cordialement.