Un calculateur de purge de gaz est un outil qui aide les ingénieurs et techniciens à déterminer la quantité de gaz de purge nécessaire pour nettoyer un pipeline, un réservoir ou un système en éliminant les gaz ou contaminants indésirables. Ce processus est essentiel dans des secteurs comme le pétrole et le gaz. gravure et découpe fabrication, soudage et pour la pharmaceutique production, où même de petites quantités de gaz résiduels peuvent entraîner des risques pour la sécurité ou des défaillances de processus.
Ce calculateur simplifie les calculs complexes de purge de gaz, permettant aux utilisateurs d'estimer avec précision la quantité de gaz nécessaire, la durée du processus de purge et la suffisance du volume du système. Il garantit des opérations sûres, efficaces et rentables en évitant le gaspillage de gaz et en garantissant une purge correcte.
formule
1. Volume total de gaz requis
Formule:
Vgaz = Vsys × N
Où? :
Vgas = Volume total de gaz de purge (en m³ ou pi³)
Vsys = Volume interne du système en cours de purge (en m³ ou pi³)
N = Nombre d'échanges de volume requis
2. Échanges de volume (en fonction de la pureté souhaitée)
Formule:
N = ln(Cinitial / Cfinal)
Où? :
N = Nombre d'échanges de volume
Cinitial = Concentration initiale en impuretés (sous forme décimale, par exemple, 21 % = 0.21)
Cfinal = Concentration finale d'impuretés cibles (sous forme décimale, par exemple, 1 % = 0.01)
ln = Logarithme naturel
3. Purger Heure (Si le débit est connu)
Formule:
T = Vgaz / Q
Où? :
T = Temps de purge (en minutes ou en secondes)
Vgas = Volume total de gaz de purge (d'après la formule 1)
Q = Débit de gaz de purge (en m³/min ou ft³/min)
4. Volume du système – Pour les formes cylindriques (réservoirs ou tuyaux)
Formule:
Vsys = π × (D / 2)² × L
Où? :
Vsys = Volume interne du cylindre (en m³ ou ft³)
D = Diamètre intérieur du cylindre (même unité que L)
L = Longueur du cylindre
Remarque : π ≈ 3.1416
5. Volume du système – Si plusieurs sections existent
Formule:
Vsys = Vpart1 + Vpart2 + Vpart3 + …
Additionnez le volume de chaque composant (réservoir, section de tuyau, etc.)
Table de conversion et de référence fréquemment recherchée
Ce tableau comprend les valeurs couramment utilisées et des conversions rapides pour aider les utilisateurs à éviter les calculs inutiles.
| Description | Valeur ou formule |
|---|---|
| Concentration d'impuretés dans l'air (%) | 21 % ou 0.21 (décimal) |
| Pureté cible pour la purge d'azote (%) | 1 % ou 0.01 (décimal) |
| Échange de volume nécessaire (21% à 1%) | ln(0.21 / 0.01) ≈ 3.045 |
| Exemple de débit | 10 m³ / min |
| 1 mètre cube (m³) | ≈ 35.315 pieds cubes (pi³) |
| constante π (pi) | 3.1416 |
| Plage de purge de gaz typique | Échanges de 3 à 7 volumes |
Vous pouvez l'utiliser comme tableau de référence lors de la planification des opérations de purge ou de la définition des valeurs par défaut de la calculatrice.
Exemple
Prenons un exemple simple utilisant un réservoir cylindrique :
- Diamètre intérieur (D) = 2 mètres
- Longueur (L) = 5 mètres
- Débit (Q) = 10 m³/min
- Concentration initiale en impuretés = 21 % (0.21)
- Concentration finale souhaitée = 1 % (0.01)
Étape 1 : Calculer le volume du système
Vsys = π × (2 / 2)² × 5
Vsys = 3.1416 × 1² × 5 = 15.708 m³
Étape 2 : Calculer le nombre d’échanges de volume
N = ln(0.21 / 0.01) ≈ 3.045
Étape 3 : Volume total de gaz de purge
Vgaz = Vsys × N = 15.708 × 3.045 ≈ 47.85 m³
Étape 4 : Calculer le temps de purge
T = Vgaz / Q = 47.85 / 10 = 4.785 minutes
Ainsi, pour purger ce réservoir jusqu'à 1 % d'impuretés en utilisant un débit de 10 m³/min, vous auriez besoin d'environ 47.85 mètres cubes de gaz de purge et d'environ 4.8 minutes de temps de purge.
FAQ les plus courantes
Dans la plupart des cas, l'azote est utilisé car il est inerte, sec et non réactif. Il déplace l'oxygène et l'humidité en toute sécurité sans réagir avec les matériaux présents dans le système.
Un seul échange de volume ne suffit pas à éliminer toutes les impuretés. Chaque échange réduit la concentration. Des échanges multiples garantissent un niveau final d'impuretés bien plus faible, ce qui est essentiel pour la sécurité et la qualité du produit.
Oui, tant que le gaz se comporte de manière idéale et que vous saisissez les valeurs correctes pour le débit et le volume du système, le calculateur fonctionne pour la plupart des gaz de purge comme l'azote, l'argon ou le CO₂.