La plongée : -Pour assurer un bon équilibrage de l’oreille -pour que le plongeur puisse respirer -pour survivre en profondeur Il faut adapter la Pression poumons aux variations de la pression hydrostatique pression hydrostatique (dite aussi pression ambiante pression ambiante: Pa) grad(P)=ρg Ex: A 50 mètre P=6bar Les détendeurs de pression en plongée Comment adapter la pression de l’air respirée aux conditions extérieures à partir d’une bouteille haute pression? 1 Principe du premier étage 3 phénomène de gel 2 variation de pression dans le deuxième étage
Les détendeurs de pression en plongée. Comment adapter la pression de l’air respirée aux conditions extérieures à partir d’une bouteille haute pression?. 1 Principe du premier étage. 2 variation de pression dans le deuxième étage. 3 phénomène de gel. La plongée : - PowerPoint PPT Presentation
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La plongée:
-Pour assurer un bon équilibrage de l’oreille-pour que le plongeur puisse respirer-pour survivre en profondeur
Il faut adapter la Pression poumons aux variations de la pression pression hydrostatiquehydrostatique (dite aussi pression pression ambianteambiante: Pa)
grad(P)=ρg
Ex: A 50 mètre P=6bar
Les détendeurs de pression en plongée
Comment adapter la pression de l’air respirée aux conditions extérieures à partir d’une bouteille haute pression?
1 Principe du premier étage
3 phénomène de gel
2 variation de pression dans le deuxième étage
Le premier étage
Haute pression pression intermédiaire (MP)
M.P : environ Pression ambiante (Pa) +8 bar
légende1: corps du détendeur2: piston, partie mobile3: joint d’étanchéité4: chambre moyenne pression5: ressort dans la chambre humide
Calcul de la moyenne pression dans le détendeur du 1er étage
Bilan des forces:
Les forces tendant à fermer le clapet suivant z:Fr1 ; HP x Sc et (MP) x Sm
Les forces tendant à ouvrir le clapet suivant -zFr2 ; Pa x Sm et (MP) x Sc
A l'équilibre la somme des forces est nul :Fr1 + (HP x Sc) + (MP) x Sm = Fr2 + (Pa x Sm) + (MP) x Sc
MP=P’+PaD'où l'on déduit : P’(Sm - Sc) = (Fr2 - Fr1)-HP x - Pa) Sc
En général Sc est négligeable devant Sm, Fr1 devant Fr2 et Pa devant HP.
-HP diminue,MP augmente
z
MP Fr2 HP sc
SmPa
La compensation
Principe: La méthode de compensation la plus simple consiste à opposer à la force variable qui s'exerce sur un clapet, une force égale en norme mais de sens opposé.
Compensation par buse mobile
but: assouplir la respiration
Compensation par siège mobile
Le deuxième étage
1 Réglage de sensibilité 2 Chambre de compensation 3 Levier 4 Support clapet MP mobile 5 Clapet Moyenne Pression 6 Orifice réglable 7 Tube 8 Bouton réglage Venturi
forces tendant à ouvrir le clapet, suivant Y: (Pa x Sm x K) et (Mp x Sc)
Forces tendant à fermer le clapet, suivant -Y:(Fr); [(Pa - Pm) x Sm x K] et (Pa - Pm)xSc)
A l'équilibre on peut écrire :(Pa x Sm x K) + (MP x Sc) = Fr + [(Pa - Pm) x Sm x K] + [(Pa- Pm) x Sc]
on pose MP = Pa + P’
Pm[(K x Sm) + Sc] = Fr - (P’ xSc)Ce qui donne : Pm = Fr - (P’ xSc) / (K x Sm) + Sc
généralement Sc est négligeable devant Sm et donc encore plus devant KSm.
On en déduit :
Ordre de grandeur :Sc = 0,04 cm² ; Fr = 2 daN ; K = 40, Sm = 65 cm².P’ = 8 bar
Y
ΔPm=0,64 mBar (64 Pa)
Le phénomène de gel
( )ln R1 2963
T5.428
( )ln R2 3614
T7.747
Une couche de glace se forme lors de la détente du gaz près du piston, dans la chambre humide. Il peut rester bloqué en position ouverte.
Température atteinte après la détente: jusqu’à -100 °c
Expérience: modéliser une détente et faire varier le température finale, mesurer les températures atteintes 1er étape: obtenir un thermomètre petit et sensible disponible au lycée.
Lois obtenus:
Expérience: température en fonction de la pression finale