ISO 5389:1992

NORME
ISO
INTERNATIONALE
Premiére édition
1992-05-l 5
Turbocompresseurs - Code d’essais des
performances
Turbocompressors - Performance test code
Numéro de référence
ISO 5389 : 1992 (FI
ISO5389:1992 (FI
Sommaire
Page
..............................................
Domaine d’application
.............................................
Références normatives.
........................ 1
Définitions, formules et évolutions de référence.
................................................
4 Symboles et indices
.................... 12
Appareillage, méthodes et exactitude des mesurages
...............................................
Préparation de l’essai
Essais. .
.............................. 21
Calcul et conversion des résultats d’essai
...... 24
Comparaison des résultats avec l’es valeurs garanties et les tolérances
10 Rapportd’essai .
Annexes
Recommandations relatifs aux
A Propriétés des gaz et des mélanges de gaz -
facteurs de compressibilité et aux facteurs de compressibilité dérivés . . . . . . .
B Viscosité des gaz et des mélanges de gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C Facteurs de conversion des unités hors du SI en unités SI . . . . . . . . . . . . . . . . .
D Similitude de l’écoulement et conversion aux conditions de garantie . . . . . . . .
E Méthode de correction de l’incidence du nombre de Reynolds sur les
caractéristiques des compreseurs centrifuges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
F Exemples.
G Bibliographie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
0 ISO 1992
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
ISO 5389 : 1992 (F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales
requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 5389 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 118,
Compresseurs, outils et machines pneumatiques, sous-comité SC 1, Turbocompres-
seurs.
Les annexes A, B, C, D et E font partie intégrante de la présente Norme internationale.
Les annexes F et G sont données uniquement à titre d’information.
. . .
Ill
60 5389 : 1992 (FI
Introduction
Les termes tels que (( garantie D et (( performance» utilisés dans la présente Norme inter-
nationale doivent être pris dans un sens technique mais non au sens contractuel. La
garantie est relative à un aspect spécifique de l’installation ou de son fonctionnement
tel que défini dans le contrat.
À l’aide de l’essai décrit dans la présente Norme internationale, les performances réel-
les peuvent être comparées avec les valeurs garanties.
Les conséquences contractuelles de tout écart ne font pas l’objet de la présente Norme
internationale. Un résultat satisfaisant de l’essai n’entraîne pas la réception au sens
contractuel du terme puisqu’une telle réception peut dépendre d’autres conditions sti-
pulées dans le contrat.
La présente Norme internationale donne des directives pour la conduite des essais de
compesseurs et l’exploitation des résultats afin d’établir leurs caractéristiques de per-
formances en fonction des valeurs garanties, les paramètres d’évaluation pouvant être
les suivants :
a) la quantité de gaz ou de vapeur débitée;
b) l’élévation de pression ou le taux de compression;
c) la puissance absorbée par la compression ou le rendement du compresseur
(selon des conditions prescrites);
d) la plage de fonctionnement stable: limites de pompage et de débit maximal.
Dans ce but, la présente Norme internationale établit des règles concernant:
a) la procédure d’essai (y compris les mesures à effectuer, la préparation et la
conduite de l’essai);
b) les instruments à utiliser afin d’obtenir une exactitude correcte;
c) les méthodes de conversion des résultats d’essai permettant de fournir des
valeurs pouvant être comparées avec les valeurs garanties;
d) les limites de confiance à accorder aux résultats d’essai après conversion selon
l’exactitude des mesures particulières.

NORME INTERNATIONALE
ISO 5389 : 1992 (F)
Turbocompresseurs - Code d’essais des performances
1 Domaine d’application Pour des compresseurs identiques, produits en série, l’essai
d’un échantillon choisi arbitrairement peut faire l’objet d’un
La présente Norme internationale traite des soufflantes, des accord.
compresseurs et des extracteurs de type centrifuge, hélico-
centrifuge ou axial (ci-après dénommés turbocompresseurs)
2 Références normatives
avec ou sans refroidissement intermédiaire, véhiculant
n’importe quels vapeur ou gaz dont les propriétés physiques
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
sont bien connues.
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
tions valables pour la présente Norme internationale. Au
Elle est applicable à tout procédé de compression avec ou sans
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en
soutirage ou injection réalisée, en un ou plusieurs corps.
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
nantes des accords fondés sur la présente Norme internationale
La présente Norme internationale ne donne aucune règle pour sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres
les mesures ou toutes autres caractéristiques du compresseur
qui puissent faire l’objet d’une garantie, telles que: de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes interna-
tionales en vigueur à un moment donné.
a) les caractéristiques mécaniques;
ISO 31 (parties 0 à 13) 1 ), Grandeurs, unités et symboles.
b) les vibrations;
ISO Iooo : - 2), Unités SI et recommandations pour l’emploi de
leurs multiples et de certaines autres unités.
c) les pulsations;
ISO 5167-l : 1991, Mesure de débit des fluides au moyen d’appa-
reils déprimogènes - Par?ie 1: Diaphragmes, tuyères et tubes de
d) le niveau de bruit;
Venturiinsérés dans des conduites en charge de section circulaire.
e) l’entretien et la fiabilité;
Définitions, formules et évolutions de
f) les questions commerciales.
référence
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les défini-
La présente Norme internationale est basée sur les lois de simili-
tions suivantes s’appliquent.
tude des écoulements des fluides (triangles des vitesses sem-
blables). L’observation de ces lois oblige à respecter certaines
3.1 Définitions relatives aux performances
règles lors de la réalisation des essais de réception. Dans tous
du compresseur
les cas où il n’est pas possible de suivre d’assez près ces règles,
la présente Norme internationale doit faire l’objet d’un accord
mutuel. Les compresseurs véhiculant des gaz dont les proprié- 3.1 .l point normal d’aspiration : Point d’aspiration consi-
tés physiques ne sont pas suffisamment bien connues ne peu- déré comme représentatif pour le compresseur. II est générale-
vent être essayés qu’avec certaines réserves. ment à la bride d’aspiration du compresseur.
1) Actuellement en révision.
2)
À publier. (Révision de I’ISO 1000 : 1981.1
ISO 5389 : 1992 (F)
3.1.2 point normal de refoulement: Point de refoulement 3.3 Évolution de référence
considéré comme représentatif pour le compresseur. II est
généralement à la bride de refoulement du compresseur. La détermination de la puissance interne (3.6.5) est basée sur
l’hypothèse d’une évolution de référence réversible, d’où la
nécessité de définir le rendement correspondant qui tienne
3.1.3 Quantité de gaz ou de vapeur débitée
compte des pertes d’énergie dues à I’irréversibilité de I’évolu-
tion de compression réelle.
3.1.3.1 débit-masse utile pour un compresseur: D&it-
L’évolution de référence est caractérisée par la loi :
masse refoulé au point normal de refoulement.
p= v
f( )
3.1.3.2 débit-masse utile pour un extracteur : Débit-
masse aspiré au point normal d’aspiration.
qui est utilisée pour déterminer le travail massique de com-
pression :
3.1.3.3 débit-volume réel à l’aspiration d’un compres-
seur: Débit-volume réel comprimé et refoulé au point normal
wm =
v dP
de refoulement, dans les conditions de température, de pres-
s
sion et de composition (par exemple humidité) existant au point
normal d’aspiration.
Le travail massique de compression total est ainsi déterminé à
partir de l’équation :
3.1.3.4 débit-volume réel à l’aspiration d’un extracteur:
Débit-volume réel aspiré au point normal d’aspiration. 2 2
c2 -?
W = wm +
m, t
NOTES
1 Sauf spécification contraire, le débit-volume réel à l’aspiration se
Par approximation, pour de faibles vitesses d’écoulement
rapporte à la température et à la pression totales.
(Ma < 0,2) qui règnent normalement à l’aspiration et au refou-
2 Pour les mélanges gaz-vapeur, voir A.4.2.7. lement des tubulures, les pressions et températures totales
peuvent être utilisées directement dans le calcul :
3.2 Formules de base pour les gaz
W
b dp),
m,t =
s
Les formules de base pour les gaz sont données au tableau 1. 1
Tableau 1 - Formules de base pour les gaz
Formule
NO Terme
Pour un gaz réel Pour un gaz parfait
pV = RT
3.2.1 équation d’état pV = ZRT
-
facteur de
3.2.2 1
compressibilité
-
facteur de déviation
y2(~)T:,+g/)T Yr,
3.2.3
isotherme
-
facteur de déviation
3.2.4 x=g-.g)p-l=g.$$)p x=0
isobare
v aP Y cP
-- -
= =
3.2.5 exposant isentropique K K y=-
av s=T
P
CV
( >
NOTES
1 Les données servant de référence pour la détermination des propriétés des gaz doivent être convenues
entre client et fournisseur.
2 L’article A. 1 traite des considérations générales relatives aux propiétés thermodynamiques des gaz et des
mélanges de gaz.
3 L’article A.2 traite de considérations particulières pour quelques gaz parmi les plus courants.
ISO 5389 : 1992 (FI
3.4.1.2 Le travail de compression massique dans des condi-
3.4 Évolutions de référence à utiliser pour des gaz
tions statiques se calcule par
parfaits ou presque parfaits
n- 1
II est recommandé d’utiliser les méthodes suivantes de détermi-
nation du travail massique de compression :
W ~(ydp)p,l = (~)Plq [e)*-’
m,pol =
s
- lorsqu’un accord a été conclu entre le client et le fournis-
seur, ou
En raison du libre choix de la valeur de l’exposant n, la
3.4.1.3
- lorsque la divergence entre les propriétés du gaz par rap-
compression polytropique offre dans sa forme générale une
port aux lois des gaz parfaits en tout point de l’évolution de
large possibilité d’adaptation à tout mode d’évolution. Avec
la compression dans un compresseur non refroidi ou en tout
n = y, la compression devient isentropique. Lorsque n tend
point d’une section de la compression comprise entre deux
vers 1, la compression s’approche de l’évolution isotherme.
refroidisseurs intermédiaires successifs dans un compres-
Dans le cas de compresseurs multi-étagés, si la référence à une
seur refroidi, n’excède pas les limites données dans le
compression globale ne permet pas de suivre l’évolution réelle
tableau 2 pour le taux de compression correspondant.
avec suffisamment de précision, on peut découper la compres-
sion en plusieurs sections de compressions polytropiques. II
Dans les limites données, les erreurs commises sur le calcul du
s’ensuit que la compression polytropique convient aux com-
travail de compression massique suivant une évolution isentro-
presseurs refroidis et non refroidis mono-étagés et multi-
pique et sur celui du volume massique au refoulement sont res-
étagés.
pectivement inférieures à 1 % et 2 % lorsque les calculs ont été
effectués en considérant que le gaz est un gaz parfait et non
réel. 3.4.1.4 Dans le cas de compresseurs comportant une réfrigé-
ration intermédiaire, la compression polytropique rend aussi
Dans la plupart des cas, il est recommandé d’utiliser la com- bien compte d’une compression isotherme que d’une compres-
sion isentropique. La première est obtenue lorsque la réfrigéra-
pression polytropique comme évolution de référence.
tion est suffisante pour maintenir la température constante, la
Par contre, si le gaz véhiculé lors de l’essai de réception a un seconde lorsque la réfrigération ne fait que compenser les per-
rapport de chaleurs spécifiques qui s’écarte de plus de 1 % de tes aérodynamiques. Par approximation, on déterminera
celui du gaz garanti, il convient d’utiliser une compression poly- l’exposant n approprié et le nombre de sections en fonction de
tropique. la disposition et de l’efficacité du système de réfrigération.
3.4.1 Compression polytropique 3.4.1.5 Dans le cas de compresseurs non refroidis (compres-
sion adiabatique), on se réfère souvent à l’évolution isentropi-
que mais, dans ce cas également, l’évolution polytropique per-
3.4.1.1 Une compression polytropique suit la loi
met une meilleure estimation des pertes aérodynamiques du
compresseur. Elle tient compte de l’augmentation du travail de
= constante
P@ = Pl qn
compression due à l’effet de réchauffage. Cet accroissement
est particulièrement sensible soit avec des taux de compression
avec, pour les gaz parfaits
élevés, soit avec des rendements faibles.
p2
b -
3.4.2 Compression isentropique
Pl
! i
=
n
P2 T1
3.4.2.1 Dans cette évolution de référence, la compression se
Ig -.-
Pi T2 fait sur toute la gamme des pressions à entropie constante
( 1
Tableau 21) - Limites pour le taux de compression
Taux de
Rapport maximal
compression2)
entre les valeurs
X X Y Y
max min max min
P2
maximale et minimale
de K (= y)
Pl
1,4 1,12 0,279 - 0,344 1,071 0,925
2 1,lO 0,167 -
0,175 1,034 0,964
4 0,073
1,09 0,071 - 1,017 0,982
8 1,08 0,050 - 0,041 0,988
1 ,011
16 l,O7 0,033 - 0,031 1,008 0,991
32 1,06 0,028 -
0,025 Loo6 0,993
1) Extrait de 111.
2) Pour des taux de compression compris entre ceux qui sont indiqués, les valeurs limites sont obtenues
par interpolation.
(selon qu’il s’agisse d’une machine mono-étagée ou multi- 3.5.3 Méthode de l’analyse polytropique (méthode de
étagée), c’est-à-dire avec n = K. Schultz)
3.4.2.2 La compression isentropique suit la loi
3.5.3.1 Les formules suivantes proviennent de la méthode
présentée par Schultz (voir [21).
pvK = p1 v,K = constante
3.5.3.2 La détermination de l’exposant n dans le cas général
3.4.2.3 Le travail massique de compression dans des condi-
des gaz réels est faite en supposant que le rendement reste
tions statiques est exprimé à partir de l’équation
constant au cours de l’évolution :
W
(vdp& = K
(v dP)p,l
m,s =
s s
K-l dP 1
- =
qpd = ’ dh
h2 - hl
3.4.3 Compression isotherme
3.5.3.3 Ceci permet de déterminer un exposant polytropique
Dans cette évolution de référence, la compression se fait à tem-
moyen avec une approximation suffisante :
pérature constante sur la totalité (mono-étagée) ou une partie
(multi-étagée) de la plage des pressions. La règle est d’utiliser la
= -
température Tl à l’admission du compresseur ou de la section
n
Y, - m (1 + X,)
considérée. L’exposant n = 1 et le travail massique de com-
pression dans des conditions statiques est défini par l’équation.
où
W
(v dpjT = p1 v1 In
m,T =
s
3.5 Évolutions de référence à utiliser pour des gaz
réels
RZM
3.5.1 Généralités Vpol =
- RZM XM
mcpM
Lorsqu’on dispose de tableaux, d’équations d’états ou de dia-
grammes pour les données thermodynamiques appropriées, il avec les moyennes pour le débit de gaz
est souhaitable de les utiliser pour le calcul du travail massique
de compression (voir 3.5.2).
21 + 22
2, =
Lorsqu’on ne dispose pas de tels tableaux, d’équations d’états
ou de diagrammes et que l’on se trouve en dehors des limites
Xl + x2
du tableau 2, il y a lieu d’utiliser la compression polytropique
x, =
comme évolution de référence et le travail massique de com-
pression est calculé par la méthode d’analyse polytropique de
Schultz (voir 35.3 et [21).
Cpi + Cp2
cpM =
3.5.2 Méthode utilisant des tableaux ou des diagrammes
Les moyennes ci-dessus correspondent à une simplification
Si possible, il vaut mieux déterminer les propriétés thermodyna-
P2
valable pour des taux de compression - < 4.
miques des gaz, en particulier des mélanges de gaz à partir des
pi
tables et des équations d’états car, en général, les diagrammes
sont moins précis (voir articles A.1 à A.3).
Pour des taux de compression plus élevés, il est souhaitable de
suivre la méthode de Schultz, c’est-k-dire d’utiliser les moyen-
Les propriétés figurant dans les diagrammes et les tableaux,
nes obtenues à partir d’une double pondération du point cen-
maintenant souvent présentées sous forme de programme
tral. Le point central peut être choisi égal à la racine carrée du
d’ordinateur, peuvent être incluses comme sous-programmes
taux de compression et à la moitié de l’élévation de tempéra-
dans le calcul du compresseur et des résultats de l’essai.
ture.
Les informations particulières concernant la détermination de
Pour les taux de compression inférieurs ou égaux à 4, la diffé-
ces propriétés et des évolutions ne sont pas répertoriées ici en
rence entre les résultats obtenus par les deux méthodes est
raison du grand nombre d’évolutions et de valeurs utilisées.
inférieure à 0,2 % pour le travail massique de compression et à
L’utilisateur de la présente Norme internationale devra se repor-
0,5 OC pour la température au refoulement.
ter aux publications correspondantes.
ISO5389:1992 (FI
3.5.3.4 Théoriquement, l’estimation exacte du travail massi- Sauf spécification contraire, le rendement de référence est basé
que de compression polytropique suppose le calcul préalable
sur les conditions totales et la formule devient
du facteur < à l’aide de la formule
(c 2 - C12)
h’2 - hl
wm+ 2
K
rt =
R (Z2T2 - ZITll
h
- ht1
t2 ,
k - 1)
où
Lorsqu’il existe une installation de réfrigération dans la machine
(ou une section de la machine) considérée, la formule devient
est I’enthalpie à l’aspiration;
hl
est I’enthalpie au refoulement si l’évolution avait été
h'2 (c 2 - Cl21
isentropique. wm+ 2
Ylt =
NOTE - Lorsqu’on ne dispose pas de valeurs particulières pour les fac-
h
-ht1 - QI -2
,
teurs X, Y et 2, on peut extraire les valeurs des courbes données en
annexe D.
où Ql _ 2 est la quantité de chaleur enlevée de la machine (ou
section de la machine) par l’installation de réfrigération.
3.5.3.5 Le travail massique de compression dans des condi-
La définition ci-dessus n’est complète que si le type de I’évolu-
tions statiques peut ainsi être déterminé à l’aide de la formule
tion de référence adoptée est indiqué par l’indice correspon-
2 dant. Par conséquent, les divers rendements de référence sont
ZMRT1
p2 m - 1
W
(v dp),oI = - r donnés par les formules suivantes.
m,pol =
m
s
Fi
[i, 1
NOTE - Cette équation n’est pas strictement exacte (voir [Z]) et ne 3.6.1 .l Le rendement polytropique :
devrait être utilisée que si le facteur de compressibilité 2 est quasiment
constant tout au long de l’évolution de compression.
W
m,Pol
Vpol =
L’équation de Wm pol donnée à la figure D.9 peut également h2 - hl - QI - 2
être utilisée. ’
(c22 - Cl21
W
P2
m,pol +
3.5.3.6 Pour des taux de compression - < 4, on peut 2
Vpol,t =
Pl
- ht1 - QI - 2
ht,2 I
admettre que le facteur de correction c est égal à 1 et peut, par
conséquent, être omis dans le calcul.
Voir aussi 3.5.3.3.
3.5.3.7 Pour les essais en similitude des compresseurs sans
3.6.1.2 Le rendement isentropique :
réfrigération intermédiaire, on devra considérer une évolution
en une seule section en déterminant un exposant polytropique
W
m,s
moyen tel que défini ci-dessus.
vs =
h2 - hl - QI - 2
3.5.3.8 Pour les essais de compresseurs avec réfrigération
intermédiaire, il convient de considérer l’évolution dans plusieurs
(c22 - Cl21
sections avec des exposants polytropiques adaptés à chaque
w +
m,s
section comprise entre deux refroidisseurs intermédiaires.
‘Is,t =
h
- ht1 - QI - 2
t2 I
3.5.3.9 Les calculs de similitude d’après la méthode de
Schultz sont indiqués schématiquement à la figure 0.7.
3.6.1.3 Le rendement isotherme :
3.6 Définition des rendements, des puissances et W
m,T
I?l- =
des pertes par rapport à l’évolution de référence
h2 - hl - QI - 2
3.6.1 rendement de référence, qpol, vs ou VT: Rapport du
2 - C12)
(c
travail massique de compression à l’élévation d’enthalpie totale
w + 2
m,T
dans la machine (ou section de la machine) sans installation de
qT,t = h
réfrigération et dans les conditions statiques telles que définies
t,2 - ht,1 - QI - 2
par la formule
2 3.6.2 puissance de référence, P,,,, PS ou Pr: Puissance
absorbée par le gaz pendant l’évolution de référence réversible
v dP
s
1 Wrn
en excluant toutes les pertes. Elle doit être définie à l’aide de
=-
r=
h2 - hl l’indice correspondant à l’évolution de référence adoptée.
h2 - hl
Les formules donnant la puissance de référence sont différen- 3.6.5 puissance interne, Pin : Puissance effectivement
tes suivant le mode de calcul du travail massique de compres-
absorbée par le gaz pendant l’évolution réelle de compression.
sion. Elle est donnée par la formule
Sauf spécification contraire, la puissance de référence est P
Pin = -A?!@ + Qa + P,
basée sur les conditions totales, et est donnée par les formules
q pol,t
suivantes.
ou
Puissance polytropique de référence
3.6.2.1
P
pin = -G
+ Qa + PL
2 2
s,t
c2 -c1
P
wm, pol + 2
= qm
Pol, t
( ou
3.6.2.2 Puissance isentropique de référence
pT t
pin = I
+ Qa + PL
qT,t
2 2
c2 -c1
P w +
s,t = 4m ns
( i Pour les compresseurs avec réfrigération intermédiaire on
effectuera la somme des puissances internes de chaque section
comprise entre deux réfrigérations successives :
3.6.2.3 Puissance isotherme de référence
= pi,, + Pin,, + . . . + Pin.
pin
l
2 2
c2 -c1
PT,t = qm Wm,T +
3.6.6 pertes de puissance mécaniques, Pf : Pertes dues au
frottement dans les paliers, les dispositifs d’étanchéité et toute
Lorsque le nombre de Mach local aux points normaux d’aspira-
transmission associée contractuellement au compresseur.
tion et de refoulement est inférieur à 0’2, on peut calculer avec
une précision suffisante la puissance de référence directement
à partir des conditions totales en utilisant les formules 3.6.7 puissance effective du compresseur, P, : Puissance
absorbée à l’accouplement du compresseur ou à I’accouple-
d’approximation suivantes :
ment de l’organe de transmission suivant les spécifications du
contrat. Elle est donnée par la formule
P z 4m wm pol t = 4m (v w pol
I I ,
Pol, t
s
P, =
pin + pf
s
P (v dP),
z qm wm I s I t = 4m I
3.6.8 perte de puissance dans la machine d’entraîne-
s, t
s
ment, Pp,: Perte de puissance dans la turbine ou dans toute
autre machine d’entraînement du compresseur ou de l’organe
d’entraînement intermédiaire.
z qm Wm,T,t = qm (Vdp)t T
,
pT, t
s
3.6.9 puissance totale de l’unité, Puni Puissance donnée
pertes par transmission de chaleur, Q,: Pertes dues
3.6.3 par la formule
à la diffusion de chaleur par la surface extérieure A,, du corps
P = P, + P,,
du compresseur dans I’atmosphére ambiante et sont exprimées
un
par la formule
3.6.10 rendement interne, vin : Rapport de la puissance
= aACs (tMCs - ta)
Q
a
définie en 3.6.2 à la puissance interne. Sa valeur dépend du
type d’évolution de référence adoptée. Le rendement interne
II suffit généralement de supposer une valeur approximative
est donné par les formules
pour a égale à
P
a = 14 W/(m2m K)
pou
Vin, pol = -
Pin
pourvu que la valeur résultante de Qa ne dépasse pas Of02 Pe.
P
s,t
3.6.4 pertes de puissance dues aux fuites, PL: Pertes
Ylin,s =
pin
dues aux fuites à travers les labyrinthes extérieurs est générale-
ment déterminées par la formule
PT,t
%n,T =
P, =
C 4m,L ’ Aht,
pin
ISO 5389 : 1992 (FI
3.6.11 rendement mécanique, qf: Rapport de la puissance 3.7 Définition de la tolérance, l’inexactitude
interne à la puissance effective à l’accouplement du compres-
et l’incertitude
seur ou à l’accouplement de l’organe de transmission suivant
les spécifications du contrat. II est donné par la formule
Dans la présente Norme internationale les termes de Holé-
rance )), G inexactitude H et G incertitude M ont des significations
bien différentes.
Pin Pin
?7f=p=p +p
e in f
3.7.1 tolérance: Quantité dont la valeur d’un paramétre par-
ticulier ou d’une grandeur est autorisée à s’écarter par rapport à
rendement effectif, Ve : Rapport de la puissance défi-
3.6.12
une valeur stipulée par les termes du contrat ou par tout autre
nie en 3.6.2 à la puissance effective à l’accouplement du com-
accord.
presseur ou à l’accouplement de l’organe de transmission sui-
vant les spécifications du contrat. II est donné par la formule
3.7.2 inexactitude: Quantité dont la valeur mesurée ou cal-
culée d’un paramètre ou d’une grandeur par rapport à sa valeur
vraie peut s’écarter du fait des erreurs inévitables dues au calcul
b dp),
4m
s et aux mesures.
Ve = = Vin Vf
pe
3.7.3 incertitude : Valeur maximale probable de I’inexacti-
tude d’un paramètre particulier ou d’une grandeur dont on peut
Sa valeur dépend du type d’évolution de référence adoptée.
dire avec un intervalle de confiance d’au moins 95 % que la
valeur mesurée ou calculée ne s’écarte pas de la valeur vraie
3.6.13 rendement primaire, II~,.: Rapport de la puissance
d’une quantité supérieure à inexactitude annoncée.
effective du compresseur à la puissance absorbée par la
machine d’entraînement. II est donné par la formule
4 Symboles et indices
pe
pe
21pr = p =
Les symboles et indices utilisés dans la présente Norme interna-
un pe + PPr
tionale sont conformes à I’ISO 31 et I’ISO 1000, et sont donnés
aux tableaux 3 et 4, respectivement.
3.6.14 rendement global de l’unité, vu,: Rendement de
l’unité qui tient compte de toutes les pertes d’énergie de l’unité
Les équations utilisées sont des équations aux dimensions
y compris celles du compresseur, de l’organe de transmission
homogènes.
et de la machine d’entraînement. II est donné par la formule
Afin de faciliter l’utilisation de la présente Norme internationale,
I? un = Ve VPt les facteurs de conversion sont donnés en annexe C.

ISO5389:1992(F)
Tableau 3 - Symboles
~ ~~
Symbole Grandeur Définitions et observations Dimensionsl)
A Surface LZ
a Vitesse du son a=JZE LT-’
.
Largeur de la pointe de sortie de
b L
refoulement
Chaleur molaire à pression ML2T-20-1 mol-l
= Mc,
cP
constante
Chaleur molaire à volume constant ML2Tw2W1 mol-l
Cv = Mcv
CV
C Vitesse absolue LT-’
~ ~~-
LzT-2@-1
Chaleur massique à pression
cP
constante
LzT-2@-1
Chaleur massique à volume
+
constant
Diamètre de référence de la roue
D L
F Cou pie ML2T-2
Classe de précision sans dimension
G
Enthalpie L2T-2
h
Enthalpie totale L2T-2
h,
M Masse molaire Masse d’une mole M
Nombre de Mach de l’écoulement sans dimension
Ma
Ma = ?-
a
Nombre de Mach approché d’un sans dimension
Mat ZR Tt
qrn
gaz passant dans une section Ma, = - ~
r
Apt K
de surface A
Se réfère dans la présente Norme internationale aux sans dimension
Nombre de Mach périphérique
Ma,
(arbitraire) conditions à l’aspiration
m Exposant polytropique dans le sans dimension
Prn
- =
constante
diagramme p - T
T
Voir aussi 3.5.3.3
Proportion massique d’un sans dimension
mi
composant de gaz
N Vitesse de rotation
Rapport des vitesses réduites
Nr
:a,s dimension -
n Exposant polytropique dans le pvn = constante sans dimension
Voir aussi 3.4.1
diagramme p - V
ML2 T-3
P Puissance
Pression statique absolue Force exercée sur l’unité de surface en mouvement ML-’ T-2
P
avec le gaz
ML-’ T-2
Pression atmosphérique
Pa
Voir 8.1.3 ML-’ T-2
Pression dynamique
Pd
ML-1 T-2 -
Pression effective
=P-Pa
Pe
Pe
Pression de saturation à la température du mélange ML-’ T-2
Pression de saturation
Psat
gaz-vapeur
ML-’ T-2
Pression totale =P+&I
Pt
Pt
ISO 5389 : 1992 (FI
- Symboles (suite)
Tableau 3
-
Grandeur Définitions et observations Dimension$)
I Pression partielle de vapeur ML-’ T-2
PV
I Flux calorifique Quantité de chaleur fournie ou évacuée dans l’unité
ML2 T-3
Q
de temps
I Pertes de chaleur corrigées
ML2 T-3
Q CO
i
(équivalent)
I Pertes de chaleur internes
Q ML2 T-3
in
I [équivalent)
I Pertes de chaleur mécaniques
ML2 T-3
Q me
1 [équivalent)
I Pertes de chaleur par transmission
ML2 T-3
Q
a
thermique de surface
I Débit-masse de l’écoulement
MT-’
%n
--
I Débit-volume de l’écoulement L3 T-’
qv
i LzT-z@-’
Constante spécifique des gaz
R R
R=?!!
M
I Nombre de Reynolds périphérique sans dimension
ub
%J
Re, = -
l
(arbitraire)
Vt,1
En se référant dans la présente Norme internationale
aux conditions totales à l’aspiration
l
R Constante universelle des gaz R = 8314Jlkmol-1mK-1 1 ML2T-20-1 mol-l
/ mnl
mol
Proportion volumique d’un
sans dimension
ri
l
composant de gaz
1 L2T-2@-’
Entropie
s
I
T Température thermodynamique Température dans l’échelle Kelvin 0
t Température Celsius Température dans l’échelle Celsius 0
Température dynamique l@
tdl Td I
Température de saturation
t satl Tsat
Température totale
t, = t + td 0
4, Tt
Tt = T + Td
Voir 8.1.4
u Vitesse périphérique u = nDN LT-’
Vitesse périphérique au diamètre de référence
V Volume L3
Quotient des rapports des débits sans dimension
vr (4 V,t,Z/q V,t,d Te
vr =
volumiques
(4 V,t,Z/q V,t,l) Gu
Volume massique
V Volume par unité de masse M-’ L3
Travail de compression massique wm = L2 T-2
j VdP
wm
x Facteur de déviation isobare Voir 3.2.4 sans dimension
x Variable utilisée
Facteur de déviation isotherme
Y Voir 3.2.3 sans dimension
Proportion molaire
sans dimension
Y
\
Facteur de compressiblité Voir 3.2.2 sans dimension
z
Nombre d’étages considérés Indique aussi le nombre de groupes d’étages séparés sans dimension
par des refroidisseurs intermédiaires
MT-3 0-1
Coefficient de transmission
a Quotient de la densité du flux thermique par la
thermique différence des températures
I I I
ISO 5389 : 1992 (F)
Tableau 3 - Symboles (fin)
Dimensions 1)
Symbole Grandeur Définitions et observations
Rapport de chaleurs spécifiques sans dimension
Y
cP
=-
Y \
CV
r Coefficient d’élévation d’enthalpie sans dimension
r=-----
2.42
Différence absolue ou variation de x mêmes que pour x
AX
I I
Différence relative sans dimension
I e 1
Position de l’aube
6 Position des aubes directrices
Écart absolu possible de x mêmes que pour x
“X
Écart relatif sans dimension
&X
sans dimension
ci 1 Coefficient 1 i = 3, 4 ou p (voir chapitre 9)
l
Rendement sans dimension
v
K Exposant isentropique sans dimension
=
K
t
.
A* Coefficient (voir annexe B) sans dimension
= 1,2,3.
rk
f, = 1,2,3.
Viscosité dynamique ML-’ T-’
P
V Viscosité cinématique L2 T-’
ru
=-
I I V I
Facteur de correction 1 Voir 3.5.3.4, 3.5.3.5 et 3.5.3.6 sans dimension
I I
Masse volumique Masse par unité de volume ML-3
e
0 Écart type Voir 5.9.4 mêmes que pour x
Incertitude relative ou tolérance sur x sans dimension
I G- I I I
@ Coefficient de débit sans dimension
@ = qv3
D~U
I I
Humidité relative Voir A.4.2.1 sans dimension
Titre Voir A.4.2.1 sans dimension
Coefficient manométrique w *
Y sans dimension
Aoù i
Yi = = pol, s ou T
au processus de référence
I l
I ct) 1 Facteur acentriaue 1 Voir A.3.1 I sans dimension I
1) L = longueur; M = masse; T = temps; 0 = température; mol = quantité de matiére.
ISO 5389 : 1992 (FI
Tableau 4 - Indices
Indice Signification
Observations
1, II, . . ., j Section 1, Section II, . . ., Section j Les chiffres romains indiquent le numéro d’ordre des sections du com-
presseu r
Ile Section réfrigérée Section réfrigérée lorsque le compresseur est divisé en une section I non
réfrigérée et une section Ile réfrigérée
1 Aspiration
Se rapporte aux quantités mesurées au point normal d’aspiration. En relation
avec d’autres indices, indique (( entrée N
2 Refoulement Se rapporte aux quantités mesurées au point normal de refoulement. En rela-
tion avec d’autres indices, indique (( sortie N
a Atmosphérique Caractérise les pressions et températures atmosphériques
adj Supplémentaire Incertitude supplémentaire lorsque la limite de la tolérance interne est dépas-
sée (voir article D.2)
Cd Condensat
CO Converti Représente les quantités ramenées aux conditions spécifiées en utilisant les
lois de la similitude
Critique
Cr Caractérise les pressions et températures critiques
cs Corps Caractérise les quantités mesurées sur le corps du compresseur
comb Combiné Lorsque xco,-,,b se combine par addition des résultats de plusieurs étages
D Rotor
d Dynamique Caractérise les pressions et températures dynamiques
En Final
Ex Extrême
Effectif
e Caractérise la puissance interne à l’accouplement du compresseur
el Electrique
f Frottement Caractérise les pertes par frottement (pertes mécaniques)
fluc Variation Incertitude supplémentaire due aux variations de la puissance interne
Gaz sec Caractérise les quantités relatives au gaz sec
G
Garanti Se rapporte aux grandeurs spécifiées dans le contrat
Gu
ICI, ICII,
Refroidisseur intermédiaire 1, II, . . ., j Se rapporte au ler, 2e, . . ., je refroidisseur intermédiaire
na., ICj
i Composant Se rapporte au composant i du mélange de gaz
in Interne
L Fuite
M Moyenne arithmétique Caractérise les moyennes arithmétiques des grandeurs à l’aspiration et au
refoulement
m Mélange
max Maximal
min Minimal
Molaire
mol
oil Huile Caractérise I’huile de lubrification (et l’étanchéité) (pertes mecaniques)
Pr Primaire Caractérise la machine d’entraînement du compresseur
Isobare Caractérise une évolution isobare (à pression constante)
P
Polytropiq ue Caractérise une évolution polytropique
Pol
r Réduit Caractérise les pressions et températures réduites
Résultante Lorsque x résulte de la combinaison de plusieurs variables sujettes à des
res
erreurs indivuelles
I
I
ISO 5389 : 1992 (FI
Tableau 4 - Indices (CI)
Indice Signification Observations
S Isentropique Caractérise une évolution isentropique
sat Saturation
T Isotherme Caractérise une évolution isotherme
Te Essayé Se rapporte aux grandeurs mesurées pendant l’essai ou fixées comme condi-
tions d’essai
Arrêt (total)
tol Toléré
tot Incertitude de mesu rage relative zXcO comprend des incertitudes supplémentaires z,dj OU qluc
Lorsque txcomb
U Périphérique Se rapporte au diamètre de référence du rotor
un Unité Caractérise l’unité composée du compresseur, de la transmission et de la
machine d’entraînement
ut Utilisable
V Vapeur
V Isochore Caractérise un processus à volume constant
MI Eau Caractérise l’eau de refroidissement
.
x Variable
5 Appareillage, méthodes et exactitude 5.1.6 Les points de mesure des débits des fluides doivent être
situés si possible dans des longueurs droites de tuyauterie où
des mesurages
l’écoulement est quasiment uniforme et permanent. Pour les
points de mesure à l’aspiration et au refoulement du compres-
5.1 Généralités
seur, il est recommandé d’utiliser la disposition montrée à la
figure 1.
51.1 Le présent chapitre décrit les instruments, l’équipement
et les méthodes de mesurage à utiliser lors des essais de com-
5.2 Appareillage
presseurs conformément à la présente Norme internationale et
traite de l’exactitude des mesurages.
5.2.1 Appareils de mesure de la température du fluide à I’aspi-
Dans le cas où aucune spécification particulière n’est mention- ration et au refoulement du compresseur.
née pour un mesurage donné, les instruments et les méthodes
de mesurage à employer doivent faire l’objet d’un accord entre
5.2.2 Manomètres pour la détermination de la pression du
les parties.
fluide en tous points appropriés sur le banc d’essai.
51.2 S’il existe une Norme internationale relative à une
5.2.3 Baromètre pour mesurer la pression atmosphérique.
mesure particulière ou à un type d’instrument donné, tout
mesurage ou tout instrument utilisé doivent être en conformité
5.2.4 Débitmètre pour connaître le débit qui traverse le com-
avec une telle norme.
presseur.
5.1.3 Chaque fois que cela sera possible, on doit utiliser des
5.2.5 Appareils de mesure de la puissance consommée par le
instruments d’une classe de qualité (classe d’exactitude) définie
compresseur.
et garantie. A ce propos, un instrument peut être caractérisé
par la classe de précision (( G» lorsque l’erreur maximale en tout
point de la plage recommandée ne dépasse pas + G % de
5.2.6 Equipement pour l’échantillonnage du gaz comprimé et
l’échelle totale de lecture.
la détermination de sa composition.
5.1.4 Les instruments ne doivent être utilisés que dans la
5.2.7 Appareillage de mesure de la vitesse de rotation.
plage recommandée par le fabricant ou comme précisé dans la
présente Norme internationale.
5.2.8 Dispositif de détection de l’apparition du pompage (si
possible).
5.1.5 Les instruments et méthodes de mesurage spécifiés
dans la présente Norme internationale constituent une recom-
5.2.9 Dispositifs de mesure des débits et températures des
mandation générale n’interdisant pas l’emploi de tout autre
fluides secondaires afin d’établir des bilans énergétiques.
équipement d’exactitude égale ou supérieure.
ISO5389:1992 (FI
5.3 Mesurage de la température 5.3.7 Dans le cas de thermomètres à liquide, lorsque la tem-
pérature mesurée diffère de la température ambiante de plus de
5 OC, une correction de colonne émergente doit être faite selon
5.3.1 Chaque appareil de mesure de la température doit être
la formule
conforme aux normes nationales correspondantes et doit être
étalonné avec un instrument certifié par un organisme agrée.
= t + ,p (t - tM)
tTe
Les instruments recommandés pour la mesure de la tempéra-
ture sont les suivants:
où
a) thermomètre à liquide contenu dans le verre;
I!re est la température vraie du flux gazeux;
b) thermocouples utilisés avec des potentiomètres;
est la lecture sur le thermomètre;
t
c) thermomètres à résistance.
t,,,, est la température moyenne de la colonne de fluide
émergente;
5.3.2 L’élément sensible doit être placé directement dans
I est la longueur de la colonne émergente, exprimée en
l’écoulement du gaz ou, si cela n’est pas possible, à l’intérieur
degrés sur l’échelle du thermomètre;
de gaines thermométriques d’épaisseur minimale. Des précau-
tions doivent être prises pour réduire les erreurs de mesurage
est le coefficient apparent de dilatation du liquide du
P
dues à la conduction thermique dans les hampes ou dans les
thermomètre (pour le mercure contenu dans le verre
gaines et au rayonnement entre les zones se trouvant à une
p = 1/6 300).
température différente de celle de l’écoulement du gaz.
5.3.8 Lorsqu’il est nécessaire de déterminer la quantité de
5.3.3 Dans le cas de machines assemblées en vue de l’essai
chaleur extraite par les refroidisseurs intermédiaires, les débits
avec aspiration de l’air libre, la température à l’aspiration doit
de fluides de barrage ou de lubrification ou par les débits de
être prise égale à la température atmosphérique mesurée dans
fuite, la précision des mesurages de la température et du débit
une zone de vitesses quasiment nulle au voisinage de la bride
doit permettre de déterminer la quantité de chaleur évacuée en
d’aspiration.
tenant compte de l’effet de tels flux thermiques sur la précision
globale de l’essai.
5.3.4 La (ou les) température(s) de refoulement et, lorsqu’il
existe un conduit à l’aspiration, la (ou les) température(s)
d’aspiration doivent être mesurées à l’aide de plusieurs instru- 5.4 Mesurage de la pression
ments insérés dans la tuyauterie ou le conduit et disposés
symétriquement dans un plan. Le nombre et la localisation des
5.4.1 Généralités
instruments précis dépendent de la tuyauterie et de la précision
requise compte tenu du flux thermique et du rayonnement des
Tout appareil de mesure de la pression doit être en conformité
surfaces des conduites. La température du fluide doit être prise
avec les normes nationales correspondantes.
égale à la moyenne des valeurs individuelles mesurées et corri-
gées pour tenir compte de la vitesse.
Tout instrument doit être étalonné, sauf les manomètres de
type tube en U utilisant un liquide de masse volumique connue
Sauf dans le cas de gaz dont la phase liquide est importante, il
et les manomètres à poids morts.
est recommandé d’utiliser des sondes totales protégées à très
haut coefficient de récupération.
Les conduites de liaison doivent être étanches, aussi courtes
que possible, d’un diamètre suffisant et disposées de facon à
Lorsque l’influence de la vitesse est insignifiante, elle peut être
éviter toute obstruction due à la poussière ou à des condensa-
négligée. Dans tous les cas où la hauteur dynamique dépasse
tions de liquide.
0,5 % du travail massique de compression, l’influence de la
vitesse ne doit pas être négligée. Le coefficient de récupération
Si la température de saturation du fluide est supérieure à la
doit faire l’objet d’un accord. Sauf spécifications particulières,
température ambiante, les appareils de mesure de la pression
on pourra utiliser les valeurs suivantes:
doivent être placés en dessous des prises et les conduites de
liaison doivent être maintenues pleines de condensats. Des
a) thermomètres et thermocouples dans une gaine : 0,65
pots de condensation doivent être installés près des prises afin
b) thermocouples nus : 0,80 d’assurer un niveau constant.
c) thermocouples nus avec écran protecteur
: 0,97
Les points de mesurage de la pression des fluides en mouve-
ment doivent être placés dans une longueur droite ou dans un
NOTE - Pour plus d’informations, voir [31 et [4].
conduit de section constante dans lequel l’écoulement est pra-
.\
tiquement longitudinal.
5.3.5 Chaque instrument doit pénétrer à l’intérieur de la
tuyauterie ou du conduit d’une longueur approximativement
Les instruments de mesure de la pression doivent être installés
égale au tiers du diamètre de la tuyauterie.
de telle sorte qu’ils soient exempts de toute vibration.
5.3.6 Les thermocouples doivent avoir une jonction de La longueur réelle de l’échelle des instruments de mesure de la
pression et la disposition des graduations doivent permettre
mesure soudée et doivent être calibrés sur toute la gamme pré-
vue avec leurs fils de compensation. une lecture précise à + 0,5 % de la mesure de la pression.
SO 5389 : 1
...

NORME
ISO
INTERNATIONALE
Premiére édition
1992-05-l 5
Turbocompresseurs - Code d’essais des
performances
Turbocompressors - Performance test code
Numéro de référence
ISO 5389 : 1992 (FI
ISO5389:1992 (FI
Sommaire
Page
..............................................
Domaine d’application
.............................................
Références normatives.
........................ 1
Définitions, formules et évolutions de référence.
................................................
4 Symboles et indices
.................... 12
Appareillage, méthodes et exactitude des mesurages
...............................................
Préparation de l’essai
Essais. .
.............................. 21
Calcul et conversion des résultats d’essai
...... 24
Comparaison des résultats avec l’es valeurs garanties et les tolérances
10 Rapportd’essai .
Annexes
Recommandations relatifs aux
A Propriétés des gaz et des mélanges de gaz -
facteurs de compressibilité et aux facteurs de compressibilité dérivés . . . . . . .
B Viscosité des gaz et des mélanges de gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C Facteurs de conversion des unités hors du SI en unités SI . . . . . . . . . . . . . . . . .
D Similitude de l’écoulement et conversion aux conditions de garantie . . . . . . . .
E Méthode de correction de l’incidence du nombre de Reynolds sur les
caractéristiques des compreseurs centrifuges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
F Exemples.
G Bibliographie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
0 ISO 1992
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
ISO 5389 : 1992 (F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales
requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 5389 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 118,
Compresseurs, outils et machines pneumatiques, sous-comité SC 1, Turbocompres-
seurs.
Les annexes A, B, C, D et E font partie intégrante de la présente Norme internationale.
Les annexes F et G sont données uniquement à titre d’information.
. . .
Ill
60 5389 : 1992 (FI
Introduction
Les termes tels que (( garantie D et (( performance» utilisés dans la présente Norme inter-
nationale doivent être pris dans un sens technique mais non au sens contractuel. La
garantie est relative à un aspect spécifique de l’installation ou de son fonctionnement
tel que défini dans le contrat.
À l’aide de l’essai décrit dans la présente Norme internationale, les performances réel-
les peuvent être comparées avec les valeurs garanties.
Les conséquences contractuelles de tout écart ne font pas l’objet de la présente Norme
internationale. Un résultat satisfaisant de l’essai n’entraîne pas la réception au sens
contractuel du terme puisqu’une telle réception peut dépendre d’autres conditions sti-
pulées dans le contrat.
La présente Norme internationale donne des directives pour la conduite des essais de
compesseurs et l’exploitation des résultats afin d’établir leurs caractéristiques de per-
formances en fonction des valeurs garanties, les paramètres d’évaluation pouvant être
les suivants :
a) la quantité de gaz ou de vapeur débitée;
b) l’élévation de pression ou le taux de compression;
c) la puissance absorbée par la compression ou le rendement du compresseur
(selon des conditions prescrites);
d) la plage de fonctionnement stable: limites de pompage et de débit maximal.
Dans ce but, la présente Norme internationale établit des règles concernant:
a) la procédure d’essai (y compris les mesures à effectuer, la préparation et la
conduite de l’essai);
b) les instruments à utiliser afin d’obtenir une exactitude correcte;
c) les méthodes de conversion des résultats d’essai permettant de fournir des
valeurs pouvant être comparées avec les valeurs garanties;
d) les limites de confiance à accorder aux résultats d’essai après conversion selon
l’exactitude des mesures particulières.

NORME INTERNATIONALE
ISO 5389 : 1992 (F)
Turbocompresseurs - Code d’essais des performances
1 Domaine d’application Pour des compresseurs identiques, produits en série, l’essai
d’un échantillon choisi arbitrairement peut faire l’objet d’un
La présente Norme internationale traite des soufflantes, des accord.
compresseurs et des extracteurs de type centrifuge, hélico-
centrifuge ou axial (ci-après dénommés turbocompresseurs)
2 Références normatives
avec ou sans refroidissement intermédiaire, véhiculant
n’importe quels vapeur ou gaz dont les propriétés physiques
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
sont bien connues.
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
tions valables pour la présente Norme internationale. Au
Elle est applicable à tout procédé de compression avec ou sans
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en
soutirage ou injection réalisée, en un ou plusieurs corps.
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
nantes des accords fondés sur la présente Norme internationale
La présente Norme internationale ne donne aucune règle pour sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres
les mesures ou toutes autres caractéristiques du compresseur
qui puissent faire l’objet d’une garantie, telles que: de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes interna-
tionales en vigueur à un moment donné.
a) les caractéristiques mécaniques;
ISO 31 (parties 0 à 13) 1 ), Grandeurs, unités et symboles.
b) les vibrations;
ISO Iooo : - 2), Unités SI et recommandations pour l’emploi de
leurs multiples et de certaines autres unités.
c) les pulsations;
ISO 5167-l : 1991, Mesure de débit des fluides au moyen d’appa-
reils déprimogènes - Par?ie 1: Diaphragmes, tuyères et tubes de
d) le niveau de bruit;
Venturiinsérés dans des conduites en charge de section circulaire.
e) l’entretien et la fiabilité;
Définitions, formules et évolutions de
f) les questions commerciales.
référence
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les défini-
La présente Norme internationale est basée sur les lois de simili-
tions suivantes s’appliquent.
tude des écoulements des fluides (triangles des vitesses sem-
blables). L’observation de ces lois oblige à respecter certaines
3.1 Définitions relatives aux performances
règles lors de la réalisation des essais de réception. Dans tous
du compresseur
les cas où il n’est pas possible de suivre d’assez près ces règles,
la présente Norme internationale doit faire l’objet d’un accord
mutuel. Les compresseurs véhiculant des gaz dont les proprié- 3.1 .l point normal d’aspiration : Point d’aspiration consi-
tés physiques ne sont pas suffisamment bien connues ne peu- déré comme représentatif pour le compresseur. II est générale-
vent être essayés qu’avec certaines réserves. ment à la bride d’aspiration du compresseur.
1) Actuellement en révision.
2)
À publier. (Révision de I’ISO 1000 : 1981.1
ISO 5389 : 1992 (F)
3.1.2 point normal de refoulement: Point de refoulement 3.3 Évolution de référence
considéré comme représentatif pour le compresseur. II est
généralement à la bride de refoulement du compresseur. La détermination de la puissance interne (3.6.5) est basée sur
l’hypothèse d’une évolution de référence réversible, d’où la
nécessité de définir le rendement correspondant qui tienne
3.1.3 Quantité de gaz ou de vapeur débitée
compte des pertes d’énergie dues à I’irréversibilité de I’évolu-
tion de compression réelle.
3.1.3.1 débit-masse utile pour un compresseur: D&it-
L’évolution de référence est caractérisée par la loi :
masse refoulé au point normal de refoulement.
p= v
f( )
3.1.3.2 débit-masse utile pour un extracteur : Débit-
masse aspiré au point normal d’aspiration.
qui est utilisée pour déterminer le travail massique de com-
pression :
3.1.3.3 débit-volume réel à l’aspiration d’un compres-
seur: Débit-volume réel comprimé et refoulé au point normal
wm =
v dP
de refoulement, dans les conditions de température, de pres-
s
sion et de composition (par exemple humidité) existant au point
normal d’aspiration.
Le travail massique de compression total est ainsi déterminé à
partir de l’équation :
3.1.3.4 débit-volume réel à l’aspiration d’un extracteur:
Débit-volume réel aspiré au point normal d’aspiration. 2 2
c2 -?
W = wm +
m, t
NOTES
1 Sauf spécification contraire, le débit-volume réel à l’aspiration se
Par approximation, pour de faibles vitesses d’écoulement
rapporte à la température et à la pression totales.
(Ma < 0,2) qui règnent normalement à l’aspiration et au refou-
2 Pour les mélanges gaz-vapeur, voir A.4.2.7. lement des tubulures, les pressions et températures totales
peuvent être utilisées directement dans le calcul :
3.2 Formules de base pour les gaz
W
b dp),
m,t =
s
Les formules de base pour les gaz sont données au tableau 1. 1
Tableau 1 - Formules de base pour les gaz
Formule
NO Terme
Pour un gaz réel Pour un gaz parfait
pV = RT
3.2.1 équation d’état pV = ZRT
-
facteur de
3.2.2 1
compressibilité
-
facteur de déviation
y2(~)T:,+g/)T Yr,
3.2.3
isotherme
-
facteur de déviation
3.2.4 x=g-.g)p-l=g.$$)p x=0
isobare
v aP Y cP
-- -
= =
3.2.5 exposant isentropique K K y=-
av s=T
P
CV
( >
NOTES
1 Les données servant de référence pour la détermination des propriétés des gaz doivent être convenues
entre client et fournisseur.
2 L’article A. 1 traite des considérations générales relatives aux propiétés thermodynamiques des gaz et des
mélanges de gaz.
3 L’article A.2 traite de considérations particulières pour quelques gaz parmi les plus courants.
ISO 5389 : 1992 (FI
3.4.1.2 Le travail de compression massique dans des condi-
3.4 Évolutions de référence à utiliser pour des gaz
tions statiques se calcule par
parfaits ou presque parfaits
n- 1
II est recommandé d’utiliser les méthodes suivantes de détermi-
nation du travail massique de compression :
W ~(ydp)p,l = (~)Plq [e)*-’
m,pol =
s
- lorsqu’un accord a été conclu entre le client et le fournis-
seur, ou
En raison du libre choix de la valeur de l’exposant n, la
3.4.1.3
- lorsque la divergence entre les propriétés du gaz par rap-
compression polytropique offre dans sa forme générale une
port aux lois des gaz parfaits en tout point de l’évolution de
large possibilité d’adaptation à tout mode d’évolution. Avec
la compression dans un compresseur non refroidi ou en tout
n = y, la compression devient isentropique. Lorsque n tend
point d’une section de la compression comprise entre deux
vers 1, la compression s’approche de l’évolution isotherme.
refroidisseurs intermédiaires successifs dans un compres-
Dans le cas de compresseurs multi-étagés, si la référence à une
seur refroidi, n’excède pas les limites données dans le
compression globale ne permet pas de suivre l’évolution réelle
tableau 2 pour le taux de compression correspondant.
avec suffisamment de précision, on peut découper la compres-
sion en plusieurs sections de compressions polytropiques. II
Dans les limites données, les erreurs commises sur le calcul du
s’ensuit que la compression polytropique convient aux com-
travail de compression massique suivant une évolution isentro-
presseurs refroidis et non refroidis mono-étagés et multi-
pique et sur celui du volume massique au refoulement sont res-
étagés.
pectivement inférieures à 1 % et 2 % lorsque les calculs ont été
effectués en considérant que le gaz est un gaz parfait et non
réel. 3.4.1.4 Dans le cas de compresseurs comportant une réfrigé-
ration intermédiaire, la compression polytropique rend aussi
Dans la plupart des cas, il est recommandé d’utiliser la com- bien compte d’une compression isotherme que d’une compres-
sion isentropique. La première est obtenue lorsque la réfrigéra-
pression polytropique comme évolution de référence.
tion est suffisante pour maintenir la température constante, la
Par contre, si le gaz véhiculé lors de l’essai de réception a un seconde lorsque la réfrigération ne fait que compenser les per-
rapport de chaleurs spécifiques qui s’écarte de plus de 1 % de tes aérodynamiques. Par approximation, on déterminera
celui du gaz garanti, il convient d’utiliser une compression poly- l’exposant n approprié et le nombre de sections en fonction de
tropique. la disposition et de l’efficacité du système de réfrigération.
3.4.1 Compression polytropique 3.4.1.5 Dans le cas de compresseurs non refroidis (compres-
sion adiabatique), on se réfère souvent à l’évolution isentropi-
que mais, dans ce cas également, l’évolution polytropique per-
3.4.1.1 Une compression polytropique suit la loi
met une meilleure estimation des pertes aérodynamiques du
compresseur. Elle tient compte de l’augmentation du travail de
= constante
P@ = Pl qn
compression due à l’effet de réchauffage. Cet accroissement
est particulièrement sensible soit avec des taux de compression
avec, pour les gaz parfaits
élevés, soit avec des rendements faibles.
p2
b -
3.4.2 Compression isentropique
Pl
! i
=
n
P2 T1
3.4.2.1 Dans cette évolution de référence, la compression se
Ig -.-
Pi T2 fait sur toute la gamme des pressions à entropie constante
( 1
Tableau 21) - Limites pour le taux de compression
Taux de
Rapport maximal
compression2)
entre les valeurs
X X Y Y
max min max min
P2
maximale et minimale
de K (= y)
Pl
1,4 1,12 0,279 - 0,344 1,071 0,925
2 1,lO 0,167 -
0,175 1,034 0,964
4 0,073
1,09 0,071 - 1,017 0,982
8 1,08 0,050 - 0,041 0,988
1 ,011
16 l,O7 0,033 - 0,031 1,008 0,991
32 1,06 0,028 -
0,025 Loo6 0,993
1) Extrait de 111.
2) Pour des taux de compression compris entre ceux qui sont indiqués, les valeurs limites sont obtenues
par interpolation.
(selon qu’il s’agisse d’une machine mono-étagée ou multi- 3.5.3 Méthode de l’analyse polytropique (méthode de
étagée), c’est-à-dire avec n = K. Schultz)
3.4.2.2 La compression isentropique suit la loi
3.5.3.1 Les formules suivantes proviennent de la méthode
présentée par Schultz (voir [21).
pvK = p1 v,K = constante
3.5.3.2 La détermination de l’exposant n dans le cas général
3.4.2.3 Le travail massique de compression dans des condi-
des gaz réels est faite en supposant que le rendement reste
tions statiques est exprimé à partir de l’équation
constant au cours de l’évolution :
W
(vdp& = K
(v dP)p,l
m,s =
s s
K-l dP 1
- =
qpd = ’ dh
h2 - hl
3.4.3 Compression isotherme
3.5.3.3 Ceci permet de déterminer un exposant polytropique
Dans cette évolution de référence, la compression se fait à tem-
moyen avec une approximation suffisante :
pérature constante sur la totalité (mono-étagée) ou une partie
(multi-étagée) de la plage des pressions. La règle est d’utiliser la
= -
température Tl à l’admission du compresseur ou de la section
n
Y, - m (1 + X,)
considérée. L’exposant n = 1 et le travail massique de com-
pression dans des conditions statiques est défini par l’équation.
où
W
(v dpjT = p1 v1 In
m,T =
s
3.5 Évolutions de référence à utiliser pour des gaz
réels
RZM
3.5.1 Généralités Vpol =
- RZM XM
mcpM
Lorsqu’on dispose de tableaux, d’équations d’états ou de dia-
grammes pour les données thermodynamiques appropriées, il avec les moyennes pour le débit de gaz
est souhaitable de les utiliser pour le calcul du travail massique
de compression (voir 3.5.2).
21 + 22
2, =
Lorsqu’on ne dispose pas de tels tableaux, d’équations d’états
ou de diagrammes et que l’on se trouve en dehors des limites
Xl + x2
du tableau 2, il y a lieu d’utiliser la compression polytropique
x, =
comme évolution de référence et le travail massique de com-
pression est calculé par la méthode d’analyse polytropique de
Schultz (voir 35.3 et [21).
Cpi + Cp2
cpM =
3.5.2 Méthode utilisant des tableaux ou des diagrammes
Les moyennes ci-dessus correspondent à une simplification
Si possible, il vaut mieux déterminer les propriétés thermodyna-
P2
valable pour des taux de compression - < 4.
miques des gaz, en particulier des mélanges de gaz à partir des
pi
tables et des équations d’états car, en général, les diagrammes
sont moins précis (voir articles A.1 à A.3).
Pour des taux de compression plus élevés, il est souhaitable de
suivre la méthode de Schultz, c’est-k-dire d’utiliser les moyen-
Les propriétés figurant dans les diagrammes et les tableaux,
nes obtenues à partir d’une double pondération du point cen-
maintenant souvent présentées sous forme de programme
tral. Le point central peut être choisi égal à la racine carrée du
d’ordinateur, peuvent être incluses comme sous-programmes
taux de compression et à la moitié de l’élévation de tempéra-
dans le calcul du compresseur et des résultats de l’essai.
ture.
Les informations particulières concernant la détermination de
Pour les taux de compression inférieurs ou égaux à 4, la diffé-
ces propriétés et des évolutions ne sont pas répertoriées ici en
rence entre les résultats obtenus par les deux méthodes est
raison du grand nombre d’évolutions et de valeurs utilisées.
inférieure à 0,2 % pour le travail massique de compression et à
L’utilisateur de la présente Norme internationale devra se repor-
0,5 OC pour la température au refoulement.
ter aux publications correspondantes.
ISO5389:1992 (FI
3.5.3.4 Théoriquement, l’estimation exacte du travail massi- Sauf spécification contraire, le rendement de référence est basé
que de compression polytropique suppose le calcul préalable
sur les conditions totales et la formule devient
du facteur < à l’aide de la formule
(c 2 - C12)
h’2 - hl
wm+ 2
K
rt =
R (Z2T2 - ZITll
h
- ht1
t2 ,
k - 1)
où
Lorsqu’il existe une installation de réfrigération dans la machine
(ou une section de la machine) considérée, la formule devient
est I’enthalpie à l’aspiration;
hl
est I’enthalpie au refoulement si l’évolution avait été
h'2 (c 2 - Cl21
isentropique. wm+ 2
Ylt =
NOTE - Lorsqu’on ne dispose pas de valeurs particulières pour les fac-
h
-ht1 - QI -2
,
teurs X, Y et 2, on peut extraire les valeurs des courbes données en
annexe D.
où Ql _ 2 est la quantité de chaleur enlevée de la machine (ou
section de la machine) par l’installation de réfrigération.
3.5.3.5 Le travail massique de compression dans des condi-
La définition ci-dessus n’est complète que si le type de I’évolu-
tions statiques peut ainsi être déterminé à l’aide de la formule
tion de référence adoptée est indiqué par l’indice correspon-
2 dant. Par conséquent, les divers rendements de référence sont
ZMRT1
p2 m - 1
W
(v dp),oI = - r donnés par les formules suivantes.
m,pol =
m
s
Fi
[i, 1
NOTE - Cette équation n’est pas strictement exacte (voir [Z]) et ne 3.6.1 .l Le rendement polytropique :
devrait être utilisée que si le facteur de compressibilité 2 est quasiment
constant tout au long de l’évolution de compression.
W
m,Pol
Vpol =
L’équation de Wm pol donnée à la figure D.9 peut également h2 - hl - QI - 2
être utilisée. ’
(c22 - Cl21
W
P2
m,pol +
3.5.3.6 Pour des taux de compression - < 4, on peut 2
Vpol,t =
Pl
- ht1 - QI - 2
ht,2 I
admettre que le facteur de correction c est égal à 1 et peut, par
conséquent, être omis dans le calcul.
Voir aussi 3.5.3.3.
3.5.3.7 Pour les essais en similitude des compresseurs sans
3.6.1.2 Le rendement isentropique :
réfrigération intermédiaire, on devra considérer une évolution
en une seule section en déterminant un exposant polytropique
W
m,s
moyen tel que défini ci-dessus.
vs =
h2 - hl - QI - 2
3.5.3.8 Pour les essais de compresseurs avec réfrigération
intermédiaire, il convient de considérer l’évolution dans plusieurs
(c22 - Cl21
sections avec des exposants polytropiques adaptés à chaque
w +
m,s
section comprise entre deux refroidisseurs intermédiaires.
‘Is,t =
h
- ht1 - QI - 2
t2 I
3.5.3.9 Les calculs de similitude d’après la méthode de
Schultz sont indiqués schématiquement à la figure 0.7.
3.6.1.3 Le rendement isotherme :
3.6 Définition des rendements, des puissances et W
m,T
I?l- =
des pertes par rapport à l’évolution de référence
h2 - hl - QI - 2
3.6.1 rendement de référence, qpol, vs ou VT: Rapport du
2 - C12)
(c
travail massique de compression à l’élévation d’enthalpie totale
w + 2
m,T
dans la machine (ou section de la machine) sans installation de
qT,t = h
réfrigération et dans les conditions statiques telles que définies
t,2 - ht,1 - QI - 2
par la formule
2 3.6.2 puissance de référence, P,,,, PS ou Pr: Puissance
absorbée par le gaz pendant l’évolution de référence réversible
v dP
s
1 Wrn
en excluant toutes les pertes. Elle doit être définie à l’aide de
=-
r=
h2 - hl l’indice correspondant à l’évolution de référence adoptée.
h2 - hl
Les formules donnant la puissance de référence sont différen- 3.6.5 puissance interne, Pin : Puissance effectivement
tes suivant le mode de calcul du travail massique de compres-
absorbée par le gaz pendant l’évolution réelle de compression.
sion. Elle est donnée par la formule
Sauf spécification contraire, la puissance de référence est P
Pin = -A?!@ + Qa + P,
basée sur les conditions totales, et est donnée par les formules
q pol,t
suivantes.
ou
Puissance polytropique de référence
3.6.2.1
P
pin = -G
+ Qa + PL
2 2
s,t
c2 -c1
P
wm, pol + 2
= qm
Pol, t
( ou
3.6.2.2 Puissance isentropique de référence
pT t
pin = I
+ Qa + PL
qT,t
2 2
c2 -c1
P w +
s,t = 4m ns
( i Pour les compresseurs avec réfrigération intermédiaire on
effectuera la somme des puissances internes de chaque section
comprise entre deux réfrigérations successives :
3.6.2.3 Puissance isotherme de référence
= pi,, + Pin,, + . . . + Pin.
pin
l
2 2
c2 -c1
PT,t = qm Wm,T +
3.6.6 pertes de puissance mécaniques, Pf : Pertes dues au
frottement dans les paliers, les dispositifs d’étanchéité et toute
Lorsque le nombre de Mach local aux points normaux d’aspira-
transmission associée contractuellement au compresseur.
tion et de refoulement est inférieur à 0’2, on peut calculer avec
une précision suffisante la puissance de référence directement
à partir des conditions totales en utilisant les formules 3.6.7 puissance effective du compresseur, P, : Puissance
absorbée à l’accouplement du compresseur ou à I’accouple-
d’approximation suivantes :
ment de l’organe de transmission suivant les spécifications du
contrat. Elle est donnée par la formule
P z 4m wm pol t = 4m (v w pol
I I ,
Pol, t
s
P, =
pin + pf
s
P (v dP),
z qm wm I s I t = 4m I
3.6.8 perte de puissance dans la machine d’entraîne-
s, t
s
ment, Pp,: Perte de puissance dans la turbine ou dans toute
autre machine d’entraînement du compresseur ou de l’organe
d’entraînement intermédiaire.
z qm Wm,T,t = qm (Vdp)t T
,
pT, t
s
3.6.9 puissance totale de l’unité, Puni Puissance donnée
pertes par transmission de chaleur, Q,: Pertes dues
3.6.3 par la formule
à la diffusion de chaleur par la surface extérieure A,, du corps
P = P, + P,,
du compresseur dans I’atmosphére ambiante et sont exprimées
un
par la formule
3.6.10 rendement interne, vin : Rapport de la puissance
= aACs (tMCs - ta)
Q
a
définie en 3.6.2 à la puissance interne. Sa valeur dépend du
type d’évolution de référence adoptée. Le rendement interne
II suffit généralement de supposer une valeur approximative
est donné par les formules
pour a égale à
P
a = 14 W/(m2m K)
pou
Vin, pol = -
Pin
pourvu que la valeur résultante de Qa ne dépasse pas Of02 Pe.
P
s,t
3.6.4 pertes de puissance dues aux fuites, PL: Pertes
Ylin,s =
pin
dues aux fuites à travers les labyrinthes extérieurs est générale-
ment déterminées par la formule
PT,t
%n,T =
P, =
C 4m,L ’ Aht,
pin
ISO 5389 : 1992 (FI
3.6.11 rendement mécanique, qf: Rapport de la puissance 3.7 Définition de la tolérance, l’inexactitude
interne à la puissance effective à l’accouplement du compres-
et l’incertitude
seur ou à l’accouplement de l’organe de transmission suivant
les spécifications du contrat. II est donné par la formule
Dans la présente Norme internationale les termes de Holé-
rance )), G inexactitude H et G incertitude M ont des significations
bien différentes.
Pin Pin
?7f=p=p +p
e in f
3.7.1 tolérance: Quantité dont la valeur d’un paramétre par-
ticulier ou d’une grandeur est autorisée à s’écarter par rapport à
rendement effectif, Ve : Rapport de la puissance défi-
3.6.12
une valeur stipulée par les termes du contrat ou par tout autre
nie en 3.6.2 à la puissance effective à l’accouplement du com-
accord.
presseur ou à l’accouplement de l’organe de transmission sui-
vant les spécifications du contrat. II est donné par la formule
3.7.2 inexactitude: Quantité dont la valeur mesurée ou cal-
culée d’un paramètre ou d’une grandeur par rapport à sa valeur
vraie peut s’écarter du fait des erreurs inévitables dues au calcul
b dp),
4m
s et aux mesures.
Ve = = Vin Vf
pe
3.7.3 incertitude : Valeur maximale probable de I’inexacti-
tude d’un paramètre particulier ou d’une grandeur dont on peut
Sa valeur dépend du type d’évolution de référence adoptée.
dire avec un intervalle de confiance d’au moins 95 % que la
valeur mesurée ou calculée ne s’écarte pas de la valeur vraie
3.6.13 rendement primaire, II~,.: Rapport de la puissance
d’une quantité supérieure à inexactitude annoncée.
effective du compresseur à la puissance absorbée par la
machine d’entraînement. II est donné par la formule
4 Symboles et indices
pe
pe
21pr = p =
Les symboles et indices utilisés dans la présente Norme interna-
un pe + PPr
tionale sont conformes à I’ISO 31 et I’ISO 1000, et sont donnés
aux tableaux 3 et 4, respectivement.
3.6.14 rendement global de l’unité, vu,: Rendement de
l’unité qui tient compte de toutes les pertes d’énergie de l’unité
Les équations utilisées sont des équations aux dimensions
y compris celles du compresseur, de l’organe de transmission
homogènes.
et de la machine d’entraînement. II est donné par la formule
Afin de faciliter l’utilisation de la présente Norme internationale,
I? un = Ve VPt les facteurs de conversion sont donnés en annexe C.

ISO5389:1992(F)
Tableau 3 - Symboles
~ ~~
Symbole Grandeur Définitions et observations Dimensionsl)
A Surface LZ
a Vitesse du son a=JZE LT-’
.
Largeur de la pointe de sortie de
b L
refoulement
Chaleur molaire à pression ML2T-20-1 mol-l
= Mc,
cP
constante
Chaleur molaire à volume constant ML2Tw2W1 mol-l
Cv = Mcv
CV
C Vitesse absolue LT-’
~ ~~-
LzT-2@-1
Chaleur massique à pression
cP
constante
LzT-2@-1
Chaleur massique à volume
+
constant
Diamètre de référence de la roue
D L
F Cou pie ML2T-2
Classe de précision sans dimension
G
Enthalpie L2T-2
h
Enthalpie totale L2T-2
h,
M Masse molaire Masse d’une mole M
Nombre de Mach de l’écoulement sans dimension
Ma
Ma = ?-
a
Nombre de Mach approché d’un sans dimension
Mat ZR Tt
qrn
gaz passant dans une section Ma, = - ~
r
Apt K
de surface A
Se réfère dans la présente Norme internationale aux sans dimension
Nombre de Mach périphérique
Ma,
(arbitraire) conditions à l’aspiration
m Exposant polytropique dans le sans dimension
Prn
- =
constante
diagramme p - T
T
Voir aussi 3.5.3.3
Proportion massique d’un sans dimension
mi
composant de gaz
N Vitesse de rotation
Rapport des vitesses réduites
Nr
:a,s dimension -
n Exposant polytropique dans le pvn = constante sans dimension
Voir aussi 3.4.1
diagramme p - V
ML2 T-3
P Puissance
Pression statique absolue Force exercée sur l’unité de surface en mouvement ML-’ T-2
P
avec le gaz
ML-’ T-2
Pression atmosphérique
Pa
Voir 8.1.3 ML-’ T-2
Pression dynamique
Pd
ML-1 T-2 -
Pression effective
=P-Pa
Pe
Pe
Pression de saturation à la température du mélange ML-’ T-2
Pression de saturation
Psat
gaz-vapeur
ML-’ T-2
Pression totale =P+&I
Pt
Pt
ISO 5389 : 1992 (FI
- Symboles (suite)
Tableau 3
-
Grandeur Définitions et observations Dimension$)
I Pression partielle de vapeur ML-’ T-2
PV
I Flux calorifique Quantité de chaleur fournie ou évacuée dans l’unité
ML2 T-3
Q
de temps
I Pertes de chaleur corrigées
ML2 T-3
Q CO
i
(équivalent)
I Pertes de chaleur internes
Q ML2 T-3
in
I [équivalent)
I Pertes de chaleur mécaniques
ML2 T-3
Q me
1 [équivalent)
I Pertes de chaleur par transmission
ML2 T-3
Q
a
thermique de surface
I Débit-masse de l’écoulement
MT-’
%n
--
I Débit-volume de l’écoulement L3 T-’
qv
i LzT-z@-’
Constante spécifique des gaz
R R
R=?!!
M
I Nombre de Reynolds périphérique sans dimension
ub
%J
Re, = -
l
(arbitraire)
Vt,1
En se référant dans la présente Norme internationale
aux conditions totales à l’aspiration
l
R Constante universelle des gaz R = 8314Jlkmol-1mK-1 1 ML2T-20-1 mol-l
/ mnl
mol
Proportion volumique d’un
sans dimension
ri
l
composant de gaz
1 L2T-2@-’
Entropie
s
I
T Température thermodynamique Température dans l’échelle Kelvin 0
t Température Celsius Température dans l’échelle Celsius 0
Température dynamique l@
tdl Td I
Température de saturation
t satl Tsat
Température totale
t, = t + td 0
4, Tt
Tt = T + Td
Voir 8.1.4
u Vitesse périphérique u = nDN LT-’
Vitesse périphérique au diamètre de référence
V Volume L3
Quotient des rapports des débits sans dimension
vr (4 V,t,Z/q V,t,d Te
vr =
volumiques
(4 V,t,Z/q V,t,l) Gu
Volume massique
V Volume par unité de masse M-’ L3
Travail de compression massique wm = L2 T-2
j VdP
wm
x Facteur de déviation isobare Voir 3.2.4 sans dimension
x Variable utilisée
Facteur de déviation isotherme
Y Voir 3.2.3 sans dimension
Proportion molaire
sans dimension
Y
\
Facteur de compressiblité Voir 3.2.2 sans dimension
z
Nombre d’étages considérés Indique aussi le nombre de groupes d’étages séparés sans dimension
par des refroidisseurs intermédiaires
MT-3 0-1
Coefficient de transmission
a Quotient de la densité du flux thermique par la
thermique différence des températures
I I I
ISO 5389 : 1992 (F)
Tableau 3 - Symboles (fin)
Dimensions 1)
Symbole Grandeur Définitions et observations
Rapport de chaleurs spécifiques sans dimension
Y
cP
=-
Y \
CV
r Coefficient d’élévation d’enthalpie sans dimension
r=-----
2.42
Différence absolue ou variation de x mêmes que pour x
AX
I I
Différence relative sans dimension
I e 1
Position de l’aube
6 Position des aubes directrices
Écart absolu possible de x mêmes que pour x
“X
Écart relatif sans dimension
&X
sans dimension
ci 1 Coefficient 1 i = 3, 4 ou p (voir chapitre 9)
l
Rendement sans dimension
v
K Exposant isentropique sans dimension
=
K
t
.
A* Coefficient (voir annexe B) sans dimension
= 1,2,3.
rk
f, = 1,2,3.
Viscosité dynamique ML-’ T-’
P
V Viscosité cinématique L2 T-’
ru
=-
I I V I
Facteur de correction 1 Voir 3.5.3.4, 3.5.3.5 et 3.5.3.6 sans dimension
I I
Masse volumique Masse par unité de volume ML-3
e
0 Écart type Voir 5.9.4 mêmes que pour x
Incertitude relative ou tolérance sur x sans dimension
I G- I I I
@ Coefficient de débit sans dimension
@ = qv3
D~U
I I
Humidité relative Voir A.4.2.1 sans dimension
Titre Voir A.4.2.1 sans dimension
Coefficient manométrique w *
Y sans dimension
Aoù i
Yi = = pol, s ou T
au processus de référence
I l
I ct) 1 Facteur acentriaue 1 Voir A.3.1 I sans dimension I
1) L = longueur; M = masse; T = temps; 0 = température; mol = quantité de matiére.
ISO 5389 : 1992 (FI
Tableau 4 - Indices
Indice Signification
Observations
1, II, . . ., j Section 1, Section II, . . ., Section j Les chiffres romains indiquent le numéro d’ordre des sections du com-
presseu r
Ile Section réfrigérée Section réfrigérée lorsque le compresseur est divisé en une section I non
réfrigérée et une section Ile réfrigérée
1 Aspiration
Se rapporte aux quantités mesurées au point normal d’aspiration. En relation
avec d’autres indices, indique (( entrée N
2 Refoulement Se rapporte aux quantités mesurées au point normal de refoulement. En rela-
tion avec d’autres indices, indique (( sortie N
a Atmosphérique Caractérise les pressions et températures atmosphériques
adj Supplémentaire Incertitude supplémentaire lorsque la limite de la tolérance interne est dépas-
sée (voir article D.2)
Cd Condensat
CO Converti Représente les quantités ramenées aux conditions spécifiées en utilisant les
lois de la similitude
Critique
Cr Caractérise les pressions et températures critiques
cs Corps Caractérise les quantités mesurées sur le corps du compresseur
comb Combiné Lorsque xco,-,,b se combine par addition des résultats de plusieurs étages
D Rotor
d Dynamique Caractérise les pressions et températures dynamiques
En Final
Ex Extrême
Effectif
e Caractérise la puissance interne à l’accouplement du compresseur
el Electrique
f Frottement Caractérise les pertes par frottement (pertes mécaniques)
fluc Variation Incertitude supplémentaire due aux variations de la puissance interne
Gaz sec Caractérise les quantités relatives au gaz sec
G
Garanti Se rapporte aux grandeurs spécifiées dans le contrat
Gu
ICI, ICII,
Refroidisseur intermédiaire 1, II, . . ., j Se rapporte au ler, 2e, . . ., je refroidisseur intermédiaire
na., ICj
i Composant Se rapporte au composant i du mélange de gaz
in Interne
L Fuite
M Moyenne arithmétique Caractérise les moyennes arithmétiques des grandeurs à l’aspiration et au
refoulement
m Mélange
max Maximal
min Minimal
Molaire
mol
oil Huile Caractérise I’huile de lubrification (et l’étanchéité) (pertes mecaniques)
Pr Primaire Caractérise la machine d’entraînement du compresseur
Isobare Caractérise une évolution isobare (à pression constante)
P
Polytropiq ue Caractérise une évolution polytropique
Pol
r Réduit Caractérise les pressions et températures réduites
Résultante Lorsque x résulte de la combinaison de plusieurs variables sujettes à des
res
erreurs indivuelles
I
I
ISO 5389 : 1992 (FI
Tableau 4 - Indices (CI)
Indice Signification Observations
S Isentropique Caractérise une évolution isentropique
sat Saturation
T Isotherme Caractérise une évolution isotherme
Te Essayé Se rapporte aux grandeurs mesurées pendant l’essai ou fixées comme condi-
tions d’essai
Arrêt (total)
tol Toléré
tot Incertitude de mesu rage relative zXcO comprend des incertitudes supplémentaires z,dj OU qluc
Lorsque txcomb
U Périphérique Se rapporte au diamètre de référence du rotor
un Unité Caractérise l’unité composée du compresseur, de la transmission et de la
machine d’entraînement
ut Utilisable
V Vapeur
V Isochore Caractérise un processus à volume constant
MI Eau Caractérise l’eau de refroidissement
.
x Variable
5 Appareillage, méthodes et exactitude 5.1.6 Les points de mesure des débits des fluides doivent être
situés si possible dans des longueurs droites de tuyauterie où
des mesurages
l’écoulement est quasiment uniforme et permanent. Pour les
points de mesure à l’aspiration et au refoulement du compres-
5.1 Généralités
seur, il est recommandé d’utiliser la disposition montrée à la
figure 1.
51.1 Le présent chapitre décrit les instruments, l’équipement
et les méthodes de mesurage à utiliser lors des essais de com-
5.2 Appareillage
presseurs conformément à la présente Norme internationale et
traite de l’exactitude des mesurages.
5.2.1 Appareils de mesure de la température du fluide à I’aspi-
Dans le cas où aucune spécification particulière n’est mention- ration et au refoulement du compresseur.
née pour un mesurage donné, les instruments et les méthodes
de mesurage à employer doivent faire l’objet d’un accord entre
5.2.2 Manomètres pour la détermination de la pression du
les parties.
fluide en tous points appropriés sur le banc d’essai.
51.2 S’il existe une Norme internationale relative à une
5.2.3 Baromètre pour mesurer la pression atmosphérique.
mesure particulière ou à un type d’instrument donné, tout
mesurage ou tout instrument utilisé doivent être en conformité
5.2.4 Débitmètre pour connaître le débit qui traverse le com-
avec une telle norme.
presseur.
5.1.3 Chaque fois que cela sera possible, on doit utiliser des
5.2.5 Appareils de mesure de la puissance consommée par le
instruments d’une classe de qualité (classe d’exactitude) définie
compresseur.
et garantie. A ce propos, un instrument peut être caractérisé
par la classe de précision (( G» lorsque l’erreur maximale en tout
point de la plage recommandée ne dépasse pas + G % de
5.2.6 Equipement pour l’échantillonnage du gaz comprimé et
l’échelle totale de lecture.
la détermination de sa composition.
5.1.4 Les instruments ne doivent être utilisés que dans la
5.2.7 Appareillage de mesure de la vitesse de rotation.
plage recommandée par le fabricant ou comme précisé dans la
présente Norme internationale.
5.2.8 Dispositif de détection de l’apparition du pompage (si
possible).
5.1.5 Les instruments et méthodes de mesurage spécifiés
dans la présente Norme internationale constituent une recom-
5.2.9 Dispositifs de mesure des débits et températures des
mandation générale n’interdisant pas l’emploi de tout autre
fluides secondaires afin d’établir des bilans énergétiques.
équipement d’exactitude égale ou supérieure.
ISO5389:1992 (FI
5.3 Mesurage de la température 5.3.7 Dans le cas de thermomètres à liquide, lorsque la tem-
pérature mesurée diffère de la température ambiante de plus de
5 OC, une correction de colonne émergente doit être faite selon
5.3.1 Chaque appareil de mesure de la température doit être
la formule
conforme aux normes nationales correspondantes et doit être
étalonné avec un instrument certifié par un organisme agrée.
= t + ,p (t - tM)
tTe
Les instruments recommandés pour la mesure de la tempéra-
ture sont les suivants:
où
a) thermomètre à liquide contenu dans le verre;
I!re est la température vraie du flux gazeux;
b) thermocouples utilisés avec des potentiomètres;
est la lecture sur le thermomètre;
t
c) thermomètres à résistance.
t,,,, est la température moyenne de la colonne de fluide
émergente;
5.3.2 L’élément sensible doit être placé directement dans
I est la longueur de la colonne émergente, exprimée en
l’écoulement du gaz ou, si cela n’est pas possible, à l’intérieur
degrés sur l’échelle du thermomètre;
de gaines thermométriques d’épaisseur minimale. Des précau-
tions doivent être prises pour réduire les erreurs de mesurage
est le coefficient apparent de dilatation du liquide du
P
dues à la conduction thermique dans les hampes ou dans les
thermomètre (pour le mercure contenu dans le verre
gaines et au rayonnement entre les zones se trouvant à une
p = 1/6 300).
température différente de celle de l’écoulement du gaz.
5.3.8 Lorsqu’il est nécessaire de déterminer la quantité de
5.3.3 Dans le cas de machines assemblées en vue de l’essai
chaleur extraite par les refroidisseurs intermédiaires, les débits
avec aspiration de l’air libre, la température à l’aspiration doit
de fluides de barrage ou de lubrification ou par les débits de
être prise égale à la température atmosphérique mesurée dans
fuite, la précision des mesurages de la température et du débit
une zone de vitesses quasiment nulle au voisinage de la bride
doit permettre de déterminer la quantité de chaleur évacuée en
d’aspiration.
tenant compte de l’effet de tels flux thermiques sur la précision
globale de l’essai.
5.3.4 La (ou les) température(s) de refoulement et, lorsqu’il
existe un conduit à l’aspiration, la (ou les) température(s)
d’aspiration doivent être mesurées à l’aide de plusieurs instru- 5.4 Mesurage de la pression
ments insérés dans la tuyauterie ou le conduit et disposés
symétriquement dans un plan. Le nombre et la localisation des
5.4.1 Généralités
instruments précis dépendent de la tuyauterie et de la précision
requise compte tenu du flux thermique et du rayonnement des
Tout appareil de mesure de la pression doit être en conformité
surfaces des conduites. La température du fluide doit être prise
avec les normes nationales correspondantes.
égale à la moyenne des valeurs individuelles mesurées et corri-
gées pour tenir compte de la vitesse.
Tout instrument doit être étalonné, sauf les manomètres de
type tube en U utilisant un liquide de masse volumique connue
Sauf dans le cas de gaz dont la phase liquide est importante, il
et les manomètres à poids morts.
est recommandé d’utiliser des sondes totales protégées à très
haut coefficient de récupération.
Les conduites de liaison doivent être étanches, aussi courtes
que possible, d’un diamètre suffisant et disposées de facon à
Lorsque l’influence de la vitesse est insignifiante, elle peut être
éviter toute obstruction due à la poussière ou à des condensa-
négligée. Dans tous les cas où la hauteur dynamique dépasse
tions de liquide.
0,5 % du travail massique de compression, l’influence de la
vitesse ne doit pas être négligée. Le coefficient de récupération
Si la température de saturation du fluide est supérieure à la
doit faire l’objet d’un accord. Sauf spécifications particulières,
température ambiante, les appareils de mesure de la pression
on pourra utiliser les valeurs suivantes:
doivent être placés en dessous des prises et les conduites de
liaison doivent être maintenues pleines de condensats. Des
a) thermomètres et thermocouples dans une gaine : 0,65
pots de condensation doivent être installés près des prises afin
b) thermocouples nus : 0,80 d’assurer un niveau constant.
c) thermocouples nus avec écran protecteur
: 0,97
Les points de mesurage de la pression des fluides en mouve-
ment doivent être placés dans une longueur droite ou dans un
NOTE - Pour plus d’informations, voir [31 et [4].
conduit de section constante dans lequel l’écoulement est pra-
.\
tiquement longitudinal.
5.3.5 Chaque instrument doit pénétrer à l’intérieur de la
tuyauterie ou du conduit d’une longueur approximativement
Les instruments de mesure de la pression doivent être installés
égale au tiers du diamètre de la tuyauterie.
de telle sorte qu’ils soient exempts de toute vibration.
5.3.6 Les thermocouples doivent avoir une jonction de La longueur réelle de l’échelle des instruments de mesure de la
pression et la disposition des graduations doivent permettre
mesure soudée et doivent être calibrés sur toute la gamme pré-
vue avec leurs fils de compensation. une lecture précise à + 0,5 % de la mesure de la pression.
SO 5389 : 1
...