Mesure de débit dans un écoulement non-isotherme par inter-corrélation de signaux thermiques

La mesure de débit est une donnée primordiale dans la conduite de procédés dans les domaines nucléaire et industriels. Les techniques déployées pour effectuer cette mesure sont souvent intrusives et nécessitent, dans le cas de mise en œuvre a posteriori de la construction du procédé, de réaliser des interventions lourdes pour les installer puis les calibrer. Ces opérations sont coûteuses et peuvent nécessiter un délai d’installation important en raison de contraintes règlementaires. De plus, dans certaines configurations ou conditions thermo hydrauliques extrêmes, l’utilisation des techniques standards de mesure peut être inenvisageable. Afin de contourner ces contraintes, le CEA a développé une méthode non intrusive de mesure de débit dans un écoulement non-isotherme, basée sur l’analyse de la propagation de signaux thermiques. La mesure en deux ou plusieurs points de l’écoulement des fluctuations de température transportées permet de déterminer, via une fonction d’intercorrélation, le temps de vol entre ces points de mesure espacés d’une distance fixe. Le calcul du débit est alors possible à partir des données du système et des mesures. Cette technique de mesure innovatrice est évaluée au CEA dans le cas d’une géométrie représentative d’un échangeur tube et calendre. Dans cet article, nous présentons les premières études menées pour déterminer l’influence des paramètres du système de mesure, tels que la position des points de mesure, la vitesse de l’écoulement et l’intensité des fluctuations thermiques. La qualité des mesures a été évaluée en fonction des paramètres imposés sur la boucle expérimentale, tel que le débit de l’écoulement, ainsi que d’un facteur de qualité construit à partir du résultat d’intercorrélation des signaux thermiques.

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