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Conversion d'unités

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Thermocouples et sondes PT100

Thermocouples et sondes PT100

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Thermique

Chauffage de produits statiques

Chauffage de produits statiques sans changement d’état :

.

Détermination de la puissance nécessaire au chauffage de produits statiques, ne changeant pas d’état lors de la montée en température :

  • Légende :
    • P : puissance (W)
    • m : masse à chauffer (kg)
    • Cpm : chaleur spécifique (J/kg.K)
    • Ti : température initiale (°C)
    • Tf : température finale (°C)
    • Δt : temps de montée en température (sec)
    • 1,2 : coefficient de sécurité

.

.

Ce calcul permet d’estimer la puissance théorique à installer pour chauffer la matière seule. Les paramètres pris en compte ne tenant pas compte des déperditions thermiques de l’installation.

.

Chauffage de produits statiques avec changement d’état :

.

Détermination de la puissance nécessaire au chauffage de produits statiques changeant d’état au cours de la montée en température  :

  1. Quantité de chaleur pour chauffer le produit jusqu’à la température de changement d’état:
  2. Quantité de chaleur nécessaire pour qu’il y ait changement d’état :
  3. Quantité de chaleur pour chauffer le produit jusqu’à sa température finale :

.

  1. Puissance totale :

  • Légende :
    • Q : quantité de chaleur (J)
    • m : masse à chauffer (kg)
    • Cpmf : chaleur spécifique moyenne, entre la température initiale et la température de changement d’état (J/kg.K)
    • Ti : température initiale (°C)
    • Tc : température au changement d’état (°C)
    • Lf : Chaleur latente de fusion (J/kg)
    • Cpmi : chaleur spécifique moyenne, entre la température de changement d’état et la température finale (J/kg.K)
    • Tf : température finale (°C)
    • Δt : temps de montée en température global pour atteindre la température finale (sec)
    • 1,2 : coefficient de sécurité
    • P : puissance à installer (W)

.

  1. Calcul téléchargeable sous excel
  1. .

Ce calcul permet d’estimer la puissance théorique à installer pour chauffer la matière seule. Les paramètres pris en compte ne tenant pas compte des déperditions thermiques de l’installation.

Chauffage de liquides en circulation

Chauffage de produits en circulation, sans changement d’état :

Détermination de la puissance nécessaire au chauffage de liquides en circulation, ne changeant pas d’état lors de la montée en température :

  • Légende :
    • P : puissance (W)
    • Q : débit (m3/h)
    • ρ : densité (kg/m3)
    • Cp : chaleur spécifique (J/kg.K)
    • Ti : température initiale (°C)
    • Tf : température finale (°C)
    • 1,2 : coefficient de sécurité

.

Calcul charge surfacique

Détermination de la densité de puissance sur une surface cylindrique :

.

Cette formule est adaptable aux résistances type colliers, cartouches, éléments blindés …

Colliers :

 

Cartouches : 

Éléments blindés : SCHEMA

Pour les résistances de surface plane

Electrique

Circuit monophasé

Calcul puissance, intensité et valeur ohmique :

Formules utilisables en courant alternatif monophasé ou en courant continu, pour des résistances ohmique

  • Formules
    • U = Re x I     ⇔   Re = U / I    ⇔   I = U / Re
    • P = U x I       ⇔    U = P / I     ⇔   I = P / U
    • P = Re x I²    ⇔   Re = P / I²    ⇔   I = √(P / Re)
    • P = U² / Re    ⇔   Re = U² / P   ⇔   U = √(P x Re)
  • Légende :
    U: tension (V)  //  Re: résistance équivalente (Ω)  // I: intensité (A)  // P : puissance (W)

Couplage de résistances en série  :

  • Formules :
    • Re = R1 + R2 + …      
    • I = I1 = I2 = …
    • U = U1 + U2 + …
  • Légende :
    U: tension (V) // Re : résistance équivalente (Ω) // I: intensité (A)

Couplage de résistances en parallèle :

  • Formules :
    • 1/Re = 1/R1 + 1/R2 + …
    • I = i1 + i2 + …
    • U = U1 = U2 =…
  • Légende :
    U: tension (V) // Re : résistance équivalente (Ω) // I: intensité (A)
Circuit triphasé

Dans les cas ci dessous, nous nous baserons sur des cas avec 3 résistances de valeur ohmique identiques, afin que chaque ligne soit équilibrée.

Branchement en triangle :

 

  • Formules :
    • I = i x √3
    • U = Ur
    • Pglobale = (3 x U²) / R = √3 x U x I = 3 x U x i

 

  • Légende :
    U: tension dans la ligne (V) // Ur: tension par résistance(V) 
    R: valeur ohmique par résistance (Ω) 
    I: intensité dans la ligne (A) // i : intensité par résistance (A)

 

Branchement en étoile

Dans le cas de 3 résistances de valeur ohmique identiques.

  • Formules :
    • I = i
    • U = Ur x √3
    • Pglobale =  U² / R  = (3 x Ur ²) / R = √3 x U x I

 

  • Légende :
    U: tension dans la ligne (V) // Ur: tension par résistance(V)
    R: valeur ohmique par résistance (Ω) 
    I: intensité dans la ligne (A) // i : intensité par résistance (A)

 

Conversion d'unités

Température

Kelvin………… K = °C + 273

Celsius………. °C = K – 273

Energie

1 joule  = 0,24 calories

1 calorie  = 4,18 joules

Joules : J

calories : cal

Volume

1 litre  = 1 dm3 = 0,001 m3

1m3 = 1000 litres

Chaleur spécifique

1 cal/kg. K = 4,18 J/ kg.K

1 J/ kg.K = 0,238 cal/kg.K

Thermocouples et sondes

Thermocouples

Couleurs normalisées des câbles de thermocouples

Couple

International NF EN IEC 60584-3

France NF C 42-324

Angleterre BS 1843

Allemagne DIN 43714

Japon JISC1610

USA ANSI/MC96.1

JPôle+
Pôle-
KPôle+
Pôle-

.

Tableau de la Force ElectroMotrice FEM des thermocouples J

D’après la norme NF EN IEC 60584-1
Alliage : Pôle positif = fer   ///    Pôle négatif  = cuivre – nickel
Domaine de température d’utilisation théorique : -200 °C à + 750 °C

FEM, pour une soudure froide (point de référence) à 0°C.
FEM en millivots, température en celsius.

°C0102030405060708090
00,0000,5071,0191,5362,0582,5853,1153,6494,1864,725
1005,2685,8126,3596,9077,4578,0088,5609,1139,66710,222
20010,77711,33211,88712,44212,99813,55314,10814,66315,21715,771
30016,32516,87917,43217,98418,53719,08919,64020,19220,74321,295
40021,84622,39722,94923,50124,05424,60725,16125,71626,27226,829
50027,38827,94928,51129,07529,64230,21030,78231,35631,93332,513
60033,09633,68334,27334,86735,46436,06636,67137,28037,89338,510
70039,13039,75440,38241,01341,64742,283    

.

Tableau de la Force ElectroMotrice FEM des thermocouples K

D’après la norme NF EN IEC 60584-1
Alliage : Pôle positif = nickel-chrome   ///    Pôle négatif  = nickel-aluminium
Domaine de température d’utilisation théorique : -200 °C à + 1100 °C

FEM, pour une soudure froide (point de référence) à 0°C.
FEM en millivots, température en celsius

°C

0102030405060708090
00,0000,3970,7901,2031,6112,0222,4362,8503,2663,681
1004,0954,5084,9195,3275,7336,1376,5396,9397,3387,737
2008,1378,5378,9389,3419,74510,15110,56010,96911,38111,793
30012,20712,62313,03913,45613,87414,29214,71215,13215,55215,974
40016,39516,81817,24117,66418,08818,51318,93819,36319,78820,214
50020,64021,06621,49321,91922,34622,77223,19823,62424,05024,476
60024,90225,32725,75126,17626,59927,02227,44527,86728,28828,709

700

29,12829,54729,96530,38330,79931,21431,62932,04232,45332,866
80033,27733,68634,09534,50234,90935,31435,71836,12136,52436,925
90037,32537,72438,12238,51938,91539,31039,70340,09640,48840,879
100041,26941,65742,04542,43242,81743,20243,58543,96844,34944,729
110045,108         
Sonde PT100

Tableau de la valeur ohmique des sondes PT100, en fonction de la température  :
D’après la norme NF EN IEC 60751

°C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

100,00

103,90

107,79

111,67

115,54

119,40

123,24

127,07

130,89

134,70

100

138,50

142,28

146,06

149,82

153,57

157,32

161,04

164,76

168,47

172,16

200

175,84

179,51

183,17

186,82

190,46

194,08

197,70

201,30

204,88

208,46

300

212,03

215,58

219,13

222,66

226,18

229,69

233,19

236,67

240,15

243,61

400

247,06

250,50

253,93

257,31

260,75

264,14

267,52

270,89

274,25

277,60

500

280,93

284,26

287,57

290,87

294,16

297,43

300,70

303,95

307,20

310,43

600

313,65

316,86

320,05

323,24

326,41

329,57

332,72

335,86

338,99

342,10

700

345,21

348,30

351,38

354,45

357,51

360,55

363,59

366,61

369,62

372,62

800

375,61

378,59

381,55

384,50

387,45

390,38

    
 
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