NF T90-030-1973 Water testing - Determination of clogging power 《水的试验 淤塞能力的测定》.pdf

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1、 AFNL NF T90-030 73 W 3032372 Olb2L82 82T W Homologue par arrt6 du 73-01-29 J.O. du 73-02-04 NORME FRANCAISE HOMOLOGUEE - - 0 AFNOR1973 Droits de reproduction et de traduction rservs r-b ESSAIS DES EAUX DETERMINATION DU POUVOIR COLMATANT I NF I T 90-030 Fvrier 1973 1. OBJET La prsente norme a pour o

2、bjet de dcrire des mthodes pour la dtermination du pouvoir colmatant des eaux. Les mthodes dcrites sont bases sur lutilisation dun colmatomtre BEAUDREY. 2. DEFINITIONS Lorsquune eau limpide et ne contenant aucune matire en suspension susceptible dtre retenue, traverse sous charge hydraulique constan

3、te une toile filtrante, elle passe avec un dbit constant, et les volumes recueillis sont proportionnels aux temps de passage. Sil sagit dune eau contenant des matires en suspension susceptibles dtre retenues par la toile, le dbit est initialement le mme quavec leau pure, mais samenuise plus ou moins

4、 vite, et sannulerait thoriquement au bout dun temps infini. Le volume qui assurerait ce colmatage total est la limite vers laquelle tend asymptotiquement le volume filtr. Ce volume est appel ( volume limite ) et est symbolis par lindice V, tandis que lindice Do correspond au dbit de leau non colmat

5、ante dans les mmes conditions (dbit initial). Ces deux paramtres peuvent tre rapports lunit de suiface dune toile donne. La valeur de Do dpend de la toile. La valeur de V, pour une toile donne, caractrise leau. On appelle pouvoir colmatant linverse de ce volume (l/V,) tant encore prcis que la filtra

6、tion se fait sous une charge donne. De nombreuses exprimentations ont par ailleurs dmontr que, toutes autres choses gales par ailleurs, la courbe reprsentant, en fonction du temps, les volumes deau coule aprs passage dans un colmatomtre, est, ou peut tre assimile avec une approximation suffisante, u

7、ne branche dhyperbole dquation : 111 -=-+- (1) V V, Dot dans laquelle : V= volume coul en fonction du temps t V, =volume limite correspondant au colmatage Do = dbit initial COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesNF T 90-030 -2- Il en rsulte que

8、 le dbit moyen entre deux instants test moyenne proportionnelle entre les dbits ces deux instants et que lon peut donc crire : o D est le dbit linstant t, ce qui permet de transformer lquation (1 en une relation indpendante du temps : Le pouvoir colmatant dpend donc, de Do, cest-dire, entre autres f

9、acteurs, de la charge et des caractris- tiques de llment filtrant, donc du colmatomtre utilis. Le colmatomtre BEAUDREY fait appel une hauteur de charge de 10 cm et un lment filtrant parfaite- ment dtermin (voir ci-aprs). II permet de dterminer le pouvoir colmatant BEAUDREY Cg. Le pouvoir colmatant B

10、EAUDREY CB est gal au rapport 1 OOO/Vm dans lequel Vm est le volume limite, exprim en centimtres cubes correspondant au colmatage total lorsque leau analyser passe (sous une charge de 10 cm) travers la toile mtallique de 1 crn2 quipant le colmatomtre BEAUDREY. 3. PRINCIPE Lquation (3) montre que pou

11、r dterminer le pouvoir colmatant dune eau il convient de dterminer : - le dbit initial Do suivant lequel cette eau traverse le colmatomtre, - le dbit D au moment o un volume Vest dj pass travers le colmatomtre. La connaissance du dbit initial Do permet, en outre, dappliquer une correction de manire

12、rendre la dter- mination indpendante de la temprature de leau et de ltat, au moment de lessai, de la toile mtallique filtrante. En effet, le dbit dune eau non colmatante travers un lment filtrant neuf, est constant dans le temps et dun lment filtrant a un autre si ce dernier prsente les mmes caractr

13、istiques de dimensions et de tissage de la toile. Avec le colmatomtre BEAUDREY, le dbit dune eau non colmatante la temprature de 25 OC, travers une toile neuve de 1 cm2, convenablement mouille, sous la charge de 10 crn, est de 14 cm3/s. Deux facteurs peuvent modifier ce dbit : - la temprature de lea

14、u (“1 - un colmatage rsiduel de la toile provenant par exemple dun encrassement ou dun dpt calcaire. A un instant donn, les volumes Vet Vdune mme eau qui sont passs sur deux filtres diffrents, dpendent donc des dbits initiaux Do et D. Ces volumes, daprs lquation (2) sont lis par la relation : Cette

15、relation est valable pour les volumes limites correspondant au colmatage et permet de lier le pouvoir colmatant linverse, non du volume limite Vm de lcoulement, mais du volume limite Wm qui serait ralis si la toile mtallique avait le dbit initial originel de 14 crn3/crn2. seconde : La combinaison de

16、s relations (3) et (5), fournit la relation (6). indpendante de ;a temprature de leau et du colmatage rsiduel de la toile, qui est la base de toutes les mesures effectues avec le colmatometre BEAUDREY : (“1 Le dbit varie avec la temprature selon lquation = D, 1 - 0,Ol (25 -0) 1 cest-dire de 1 %par d

17、egr COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF T90-030 73 = LO12372 OLb2LY bT2 m -3- NF T 90-030 Le pouvoir colmatant BEAUDREY CB est donn par lquation (7) : CB =- IOoo - IOoo (fi - L/.) (7) w, v-4 Cette quation peut tre utilise pour exploi

18、ter les rsultats des mesures, mais, pour des raisons de commodits, elle a t traduite dans des abaques qui permettent, sans calcul, de dterminer le pouvoir colmatant. 4. APPAREILLAGE 4.1 Cuve destine recevoir lchantillon deau examiner, munie dun robinet sa partie infrieure et quipe dun agitateur (par

19、 exemple hlice ou magntique) destin viter la dcantation de lchantillon. 4.2 Colmatomtre BEAUDREY, constitu par (voir figure 1) : - un corps comportant un puits central entour par une gouttire servant recueillir leau qui dborde du puits et lvacuer, - un ( tranquillisateur D, petite pice adaptable lin

20、trieur du puits, - un lment, vissable sur la partie infrieure du puits, prolong par un ajutage (figure 21, - un lment filtrant de 1 cm2 constitu par une toile en alliage inoxydable inclue dans un support. Cette toile (BEAUDREY RI) comporte un tissage (reps ) : la chane est constitue de fils de 60,u

21、m disposs par paire raison de 80 paires par pouce ;la trame est constitue de fils de 45 ,um passant alternativement sur et sous les fils de chane raison de 600 fils par pouce. Conserver cet lment filtrant sec et lirriguer trs abondamment avant usage. Le laver soigneu- sement aprs chaque mesure, parf

22、ois avec un peu dacide chlorhydrique dilu, appliqu rapidement. - deux rondelles de caoutchouc 4.3 4.4 prouvettes gradues Chronomtre 5. MONTAGE DE LAPPAREIL Fixer la cuve et le corps du colmatomtre de manire que le robinet de la cuve puisse dbiter dans le puits. Le colmatomtre doit tre parfaitement v

23、ertical, labri des chocs, des vibrations et des courants dair. Sassurer de la parfaite propret de llment filtrant, et le placer dans llment vissable, entre deux rondelles ; adapter ce dernier au corps du colmatomtre : la distance entre la toile mtallique et le plan horizontal correspondant la partie

24、 suprieure du puits est de 1 O cm. 6. MODE OPRATOIRE 6.1 DETERMINATION DU DEBIT INITIAL Remplir (partiellement) la cuve avec de leau non colmatante et placer sous le colmatomtre une prouvette gradue. Relever la temprature de leau. Boucher Iajutage avec le doigt. Ouvrir le robinet pour remplir le pui

25、ts du colmatomtre et faire dborder. Heurter lgrement lappareil afin de chasser les bulles dair emprisonnes dans !lment filtrant. Placer le tranquillisateur. Retirer le doigt de Iajutage et dclencher en mme temps le chronomtre. Recueillir, pendant 10 secondes, leau qui scoule. Calculer le dbit initia

26、l Do et lexprimer en centimtres cubes par seconde. Refaire encore deux fois la mesure et calculer la moyenne des trois rsultats. Vider la cuve. - COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF T90-030 73 I 1012372 01ib2385 539 I NF T 90-030 -4-

27、 Ce dbit initial ne doit pas trop scarter du dbit initial dun lment filtrant neuf, parfaitement propre et correctement mouill (1 4 cm3/s). Si le dbit est infrieur 9 cm3/s, refaire la mesure aprs avoir soigneusement lav llment filtrant, et au besoin, dcap par HCI et rinc. 6.2 CAS DES EAUX COLMATANTES

28、 (C, 0,7) 6.2.1 Particularits de la mesure Avec des eaux colmatantes, moins dun litre suffit pour colmater la toile mtallique, et i! nest pas possible de mesurer, pendant lcoulement, des dbits qui varient trs rapidement. Mais le filet liquide qui scoule du colmatomtre BEAUDREY samincit et au bout du

29、n certain temps se rompt sponta- nment en gouttes, pour un dbit, toujours le mme, pratiquement indpendant de la temprature, et gal 0,7 cm 3/s. Pour ce dbit, la relation (7) devient ; Le principe de la mesure est donc de dterminer le volume V coul au moment o sinstalle le goutte goutte. Labaque I rep

30、rsente la relation (8) entre CB et V pour les valeurs de O, allant de 9 I5 cm3/s. 6.2.2 Technique de la mesure : Remplir la cuve avec lchantillon examiner et placer une prouvette gradue sous le colmato- mtre. Relever la temprature de leau. Boucher Iajutage avec le doigt. Ouvrir le robinet pour rempl

31、ir le puits du colmatomtre et faire dborder. Heurter lgrement lappareil afin de chasser les bulles dair emprisonnes dans llment filtrant. Placer le tranquillisateur. Retirer le doigt de Iajutage et recueillir leau dans lprouvette jusqu ce que commence le goutte Retirer alors lprouvette et dterminer

32、le volume V recueilli. Effectuer trois dterminations successives, calculer leur moyenne et, partir de la valeur obtenue, dterminer sur labaque I, le pouvoir colmatant de leau examine (*l. goutte. NOTE : II importe que lagitation, dans la cuve, soit telle quelle homognise parfaitement lchantillon. Pa

33、r ailleurs, labaque I est limit V = 1 O0 ml, mais peut tre utilis lorsque le volume coul est infrieur cette valeur, puisque les coordonnes sont logarithmiques : par exemple, si V= 50 ml, O, = 15 ml, lire la valeur de C, correspondant V= 500 ml : 1,6 et multiplier par 1 O : CB = 16. Toutefois dans le

34、 cas des eaux extrmement colmatantes (en pratique lorsque Vest infrieur 30 mi) il est possible de diluer, au pralable, et juste avant la dtermination, lchantillon avec une eau ayant un pouvoir colmatant ngligeable ; il convient cependant que cette dilution nentrane pas une modification de la composi

35、tion de lchantillon. La valeur de CB lue sur labaque I sera ensuite multiplie par linverse du coefficient de dilution. 6.3 EAUX PEU COLMATANTES (0,l U m al t! a m *, C m a O o + E - L .- 8 J O L Perte de dbit par minute en centimtres cubes par seconde COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De Normali

36、sationLicensed by Information Handling Services. U =I m Q) c, e (u c, m O o O O n. 2 a E - L .- 5 AFN3 NF T90-030 73 E 1042372 0162392 779 E -11 - NF T 90-030 ABAQUE IV EAUX TRES PEU COLMATANTES 3 Perte de dbit par minute en centimtres cubes par seconde COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services