Modelisation et experimentation d'un regulateur-detendeur de gaz a action directe
Institution:
Paris 6Disciplines:
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Abstract FR:
Le gaz, transporte a haute pression, est distribue aux petites installations basse pression par l'intermediaire des regulateurs detendeurs a action directe. Ces appareils ont une double fonction: la detente du gaz et la regulation de la pression d'utilisation. Leur comportement dynamique presente parfois des instabilites face auxquelles les differentes solutions adoptees ont toujours ete basees sur des criteres empiriques. Afin d'etudier ces phenomenes et de disposer d'un support theorique pouvant fournir des criteres de reglage rationnels, un modele mathematique a ete construit. Constitue d'un systeme differentiel du premier ordre non lineaire a cinq equations et cinq inconnues, il a d'abord ete partiellement linearise et le premier modele obtenu, ecrit sous la forme canonique, fait intervenir une matrice carree 55 correspondant aux elements lineaires ou linearisables, une matrice colonne composee des fonctions fondamentalement non lineaires et une matrice colonne correspondant aux excitations. Une linearisation ad hoc, couramment utilisee par les ingenieurs, a conduit a un modele entierement lineaire pouvant etre exploite avec les methodes classiques d'etude de la stabilite lineaire. Afin de s'assurer de la validite de ces modeles une campagne experimentale sur un appareil particulier a d'abord ete menee, ensuite une estimation des valeurs de certains parametres non accessibles par une mesure directe a ete obtenue par identification. Enfin, la simulation numerique a permis de comparer les comportements reel et theorique du systeme et d'etudier l'influence de certains parametres de reglage. L'etude du systeme lineaire a permis d'etablir l'influence des differents parametres sur la stabilite et de conforter certaines regles empiriques acquises. L'application d'une approche originale de type liapounoff de la stabilite du systeme non lineaire, developpee par j. Adou, a permis de determiner l'amplitude maximale de l'excitation pour laquelle l'amplitude de la reponse du systeme ne depasse pas une valeur fixee. Afin d'approcher les efforts exerces sur le clapet de detente, jusqu'alors negliges, une modelisation de l'ecoulement dans la chambre du clapet a ete mise en place. Une etude analytique a d'abord conduit a la forme generale de l'expression des efforts recherches. Ensuite une approche numerique constituant a determiner l'ecoulement suppose cree par deux repartitions de sources ponctuelles, a permis de determiner les parametres caracterisant ces efforts et de confirmer leur importance dans le comportement dynamique de l'appareil