ISO 4174:1998
(Main)Cereals, oilseeds and pulses — Measurement of unit pressure loss in one-dimensional air flow through bulk grain
Cereals, oilseeds and pulses — Measurement of unit pressure loss in one-dimensional air flow through bulk grain
Céréales, graines oléagineuses et légumineuses — Mesurage des pertes de charge unitaires dans un écoulement d'air unidimensionnel à travers une charge de grains
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour le mesurage des pertes de charges unitaires dans un écoulement d'air unidimensionnel à travers une charge de grains, permettant de calculer la perte de charge totale d'un ventilateur. Celle-ci est égale à la somme des pertes de charge a) dans un système de ventilation (conduits, etc.); b) dans le grain (ce qui constitue l'objet de la présente Norme internationale); c) dues au passage de l'air du conduit dans le grain. Les pertes de charge dans le système de ventilation, et celles qui sont dues au passage de l'air du conduit dans le grain, peuvent être considérées comme négligeables par rapport aux pertes de charge dans le grain, si la vitesse d'écoulement de l'air ne dépasse pas les limites suivantes: 8 m/s à 10 m/s dans le conduit principal; 4 m/s à 5 m/s dans le conduit secondaire; 0,25 m/s à l'attaque du grain. Si, pour des raisons économiques, l'air circule à des vitesses plus grandes que celles indiquées ci-dessus (jusqu'à 30 m/s dans le conduit principal), il est nécessaire de calculer, à l'aide de la littérature existante, la perte de charge due au système de distribution et de diffusion d'air.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4174
Second edition
1998-02-15
Cereals, oilseeds and pulses —
Measurement of unit pressure loss in
one-dimensional air flow through bulk grain
Céréales, graines oléagineuses et légumineuses — Mesurage des pertes
de charge unitaires dans un écoulement d'air unidimensionnel à travers une
charge de grains
A
Reference number
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which
a technical committee has been established has the right to be represented
on that committee. International organizations, governmental and non-
governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 4174 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 34, Agricultural food products, Subcommittee SC 4, Cereals and
pulses.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4174:1980),
which has been technically revised.
Annex A of this International Standard is for information only.
© ISO 1998
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet central@isocs.iso.ch
X.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Printed in Switzerland
ii
©
ISO ISO 4174:1998(E)
Introduction
Application of the law proposed by Kozeny-Carman for flows within a
porous medium has been considered for grain (in particular for cereals and
pulses), and such application appears to be sufficiently well verified.
The value of the unit pressure loss depends on the dimensions, porosity,
moisture content and apparent density of the grain at a specific point, as
well as the temperature, relative humidity, density and entering velocity of
the air.
Experiments carried out by dimension categories allow two parameters to
be eliminated: the moisture content and the shape (granulometry). The
parameters that remain enable the characteristic coefficients of the medium
to be determined: porosity and specific area. The results obtained may be
used to predict the pressure losses for various densities at a specific point.
iii
©
INTERNATIONAL STANDARD ISO ISO 4174:1998(E)
Cereals, oilseeds and pulses — Measurement of unit pressure loss
in one-dimensional air flow through bulk grain
1 Scope
This International Standard specifies a method of measuring unit pressure loss in one-dimensional air flow through
bulk grain, permitting calculation of the total pressure loss of a ventilation unit. This is equal to the sum of the
pressure losses
a) in the ventilation system (ducts, etc.);
b) in the grain (which is the subject of this International Standard);
c) due to the passage of the air from the duct into the grain.
The pressure losses in the ventilation system and those due to the passage of the air from the duct into the grain
can be considered as negligible in relation to the pressure losses in the grain if the air flow velocity does not exceed
the following limits:
— 8 m/s to 10 m/s in the main duct;
— 4 m/s to 5 m/s in the secondary duct;
— 0,25 m/s when entering the grain.
If, for economic reasons, air velocities are higher than those indicated above (up to 30 m/s in the main duct), then,
following pertinent literature, the pressure loss caused by the air distributing and discharging system has to be
calculated.
2 Normative reference
The following standard contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the edition indicated was valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent edition of the standard indicated below. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 3507:1976, Pyknometers.
3 Principle
An air flow through a mass of grain under uniform conditions gives rise to a pressure loss per metre of the grain
passed, which can be expressed as a function of the velocity at which the air enters the grain.
The flow equation, which gives the unit pressure loss through the grain, is determined from the experimental curve.
©
ISO
4 Apparatus
4.1 Device for measuring unit pressure losses (see figure 1)
The grain is placed in a smooth-wall cell consisting of a cylindrical tube with two pressure taps in its wall, 500 mm
apart, each comprising two tubes with an internal diameter of 1 mm in contact with the grain. There is a pressure
chamber at the base and a fine mesh on which the grain can be packed.
A fan, pump or compressor forces the air into a shock-absorbing bottle. The air then passes into a pressure
chamber fitted with a needle-valve tap which can be opened and closed to adjust the air flow through the grain. The
air flow is measured by a flow meter (e.g. a rotary meter).
Finally, the air pressure before the flow meter is measured by a manometer (e.g. manometric U-tube), and the
pressure loss over 500 mm by a micromanometer (e.g. a miniscope) with an accuracy of ± 0,1 Pa.
Dimensions in millimetres
Key 4 Needle valve
5 Flow meter
1 Fan, pump or compressor
(e.g. 3 m /h delivery) 6 Measuring cell
2 Shock-absorbing bottle 7 Miniscope
(e.g. 1,5 dm capacity)
8 Manometer U-tube
3 Pressure chamber
9 To free air
(e.g. 25 dm capacity)
Figure 1 — Diagram of apparatus for measuring unit pressure losses
4.2 Thermometer equipped with recorder, to measure and to record the temperature of the air entering the
grain.
4.3 Ventilated psychrometer, or another device with equivalent accuracy (e.g. capacitive hygrometer or dew-
point meter), to measure and to record the wet- and dry-bulb temperatures of the air during the test.
©
ISO
4.4 Barometer, to measure and to record the atmospheric pressure (according to the requirements of this
International Standard).
4.5 Pyknometer, complying with ISO 3507.
4.6 Laboratory-size grain cleaner, for cleaning the grains to be tested.
5 Procedure
5.1 Method of filling
Tests should be carried out on grain which has been perfectly cleaned by the cleaner (4.6), otherwise the types and
characteristics of the impurities should be given in the test report.
Conduct separate tests with two methods of filling the test cell.
To simulate loose fill from a spout, pour the grain into a funnel held with its outlet at the grain surface in the cell. Lift
the funnel slowly to allow the grain to flow into the cell with nearly zero height of fall. Add grain to the funnel
continually so as to maintain grain in the funnel as it is slowly lifted.
To simulate sprinkle fill from a grain spreader, drop the grain from a 200 mm height onto a sieve with sufficiently
large openings that allow only individual kernels to pass through. Slowly move the sieve upwards to maintain a drop
height of 800 mm between the sieve and the grain surface to produce a packed, level bed.
5.2 Drawing of experimental curves to show the pressure loss as a function of the air velocity
5.2.1 General
Determination of the pressure loss (Δp) as a function of the air velocity (U ) requires repetition of measurements
while the flow is being reduced and also while the flow is being increased (refilling the cell each time).
This is necessary to take account of the slight settling that occurs during the experiment.
Repeat the experiments three times for decreasing and increasing flow rates.
5.2.2 Measurements to be made
For the various flow rates (q ), in cubic metres per second, used during the experiment and measured by the flow
meter, determine:
a) the gauge pressure of the air entering the measuring cell, P, in pascals, measured using the manometer (or
manometric U-tube) (see 4.1);
b) the pressure loss, Δp, in pascals, recorded by the micromanometer (see 4.1).
5.2.3 Parameters to be determined
5.2.3.1 Parameters depending on the grain
Determine the following.
a) The
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4174
Second edition
1998-02-15
Cereals, oilseeds and pulses —
Measurement of unit pressure loss in
one-dimensional air flow through bulk grain
Céréales, graines oléagineuses et légumineuses — Mesurage des pertes
de charge unitaires dans un écoulement d'air unidimensionnel à travers une
charge de grains
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Reference number
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which
a technical committee has been established has the right to be represented
on that committee. International organizations, governmental and non-
governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 4174 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 34, Agricultural food products, Subcommittee SC 4, Cereals and
pulses.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4174:1980),
which has been technically revised.
Annex A of this International Standard is for information only.
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Introduction
Application of the law proposed by Kozeny-Carman for flows within a
porous medium has been considered for grain (in particular for cereals and
pulses), and such application appears to be sufficiently well verified.
The value of the unit pressure loss depends on the dimensions, porosity,
moisture content and apparent density of the grain at a specific point, as
well as the temperature, relative humidity, density and entering velocity of
the air.
Experiments carried out by dimension categories allow two parameters to
be eliminated: the moisture content and the shape (granulometry). The
parameters that remain enable the characteristic coefficients of the medium
to be determined: porosity and specific area. The results obtained may be
used to predict the pressure losses for various densities at a specific point.
iii
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INTERNATIONAL STANDARD ISO ISO 4174:1998(E)
Cereals, oilseeds and pulses — Measurement of unit pressure loss
in one-dimensional air flow through bulk grain
1 Scope
This International Standard specifies a method of measuring unit pressure loss in one-dimensional air flow through
bulk grain, permitting calculation of the total pressure loss of a ventilation unit. This is equal to the sum of the
pressure losses
a) in the ventilation system (ducts, etc.);
b) in the grain (which is the subject of this International Standard);
c) due to the passage of the air from the duct into the grain.
The pressure losses in the ventilation system and those due to the passage of the air from the duct into the grain
can be considered as negligible in relation to the pressure losses in the grain if the air flow velocity does not exceed
the following limits:
— 8 m/s to 10 m/s in the main duct;
— 4 m/s to 5 m/s in the secondary duct;
— 0,25 m/s when entering the grain.
If, for economic reasons, air velocities are higher than those indicated above (up to 30 m/s in the main duct), then,
following pertinent literature, the pressure loss caused by the air distributing and discharging system has to be
calculated.
2 Normative reference
The following standard contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the edition indicated was valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent edition of the standard indicated below. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 3507:1976, Pyknometers.
3 Principle
An air flow through a mass of grain under uniform conditions gives rise to a pressure loss per metre of the grain
passed, which can be expressed as a function of the velocity at which the air enters the grain.
The flow equation, which gives the unit pressure loss through the grain, is determined from the experimental curve.
©
ISO
4 Apparatus
4.1 Device for measuring unit pressure losses (see figure 1)
The grain is placed in a smooth-wall cell consisting of a cylindrical tube with two pressure taps in its wall, 500 mm
apart, each comprising two tubes with an internal diameter of 1 mm in contact with the grain. There is a pressure
chamber at the base and a fine mesh on which the grain can be packed.
A fan, pump or compressor forces the air into a shock-absorbing bottle. The air then passes into a pressure
chamber fitted with a needle-valve tap which can be opened and closed to adjust the air flow through the grain. The
air flow is measured by a flow meter (e.g. a rotary meter).
Finally, the air pressure before the flow meter is measured by a manometer (e.g. manometric U-tube), and the
pressure loss over 500 mm by a micromanometer (e.g. a miniscope) with an accuracy of ± 0,1 Pa.
Dimensions in millimetres
Key 4 Needle valve
5 Flow meter
1 Fan, pump or compressor
(e.g. 3 m /h delivery) 6 Measuring cell
2 Shock-absorbing bottle 7 Miniscope
(e.g. 1,5 dm capacity)
8 Manometer U-tube
3 Pressure chamber
9 To free air
(e.g. 25 dm capacity)
Figure 1 — Diagram of apparatus for measuring unit pressure losses
4.2 Thermometer equipped with recorder, to measure and to record the temperature of the air entering the
grain.
4.3 Ventilated psychrometer, or another device with equivalent accuracy (e.g. capacitive hygrometer or dew-
point meter), to measure and to record the wet- and dry-bulb temperatures of the air during the test.
©
ISO
4.4 Barometer, to measure and to record the atmospheric pressure (according to the requirements of this
International Standard).
4.5 Pyknometer, complying with ISO 3507.
4.6 Laboratory-size grain cleaner, for cleaning the grains to be tested.
5 Procedure
5.1 Method of filling
Tests should be carried out on grain which has been perfectly cleaned by the cleaner (4.6), otherwise the types and
characteristics of the impurities should be given in the test report.
Conduct separate tests with two methods of filling the test cell.
To simulate loose fill from a spout, pour the grain into a funnel held with its outlet at the grain surface in the cell. Lift
the funnel slowly to allow the grain to flow into the cell with nearly zero height of fall. Add grain to the funnel
continually so as to maintain grain in the funnel as it is slowly lifted.
To simulate sprinkle fill from a grain spreader, drop the grain from a 200 mm height onto a sieve with sufficiently
large openings that allow only individual kernels to pass through. Slowly move the sieve upwards to maintain a drop
height of 800 mm between the sieve and the grain surface to produce a packed, level bed.
5.2 Drawing of experimental curves to show the pressure loss as a function of the air velocity
5.2.1 General
Determination of the pressure loss (Δp) as a function of the air velocity (U ) requires repetition of measurements
while the flow is being reduced and also while the flow is being increased (refilling the cell each time).
This is necessary to take account of the slight settling that occurs during the experiment.
Repeat the experiments three times for decreasing and increasing flow rates.
5.2.2 Measurements to be made
For the various flow rates (q ), in cubic metres per second, used during the experiment and measured by the flow
meter, determine:
a) the gauge pressure of the air entering the measuring cell, P, in pascals, measured using the manometer (or
manometric U-tube) (see 4.1);
b) the pressure loss, Δp, in pascals, recorded by the micromanometer (see 4.1).
5.2.3 Parameters to be determined
5.2.3.1 Parameters depending on the grain
Determine the following.
a) The
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NORME ISO
INTERNATIONALE 4174
Deuxième édition
1998-02-15
Céréales, graines oléagineuses et
légumineuses — Mesurage des pertes de
charge unitaires dans un écoulement d'air
unidimensionnel à travers une charge de
grains
Cereals, oilseeds and pulses Measurement of unit pressure loss in
one-dimensional air flow through bulk grain
A
Numéro de référence
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de
l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 4174 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 34, Produits agricoles alimentaires, sous-comité SC 4, Céréales et
légumineuses.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition
(ISO 4174:1980), dont elle constitue une révision technique.
L'annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement à
titre d'information.
© ISO 1998
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord
écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
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X.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
ii
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ISO ISO 4174:1998(F)
Introduction
L'application de la loi proposée par Kozeny-Carman pour les écoulements
en milieu poreux est envisagée pour des grains (en particulier pour les
céréales et les légumineuses) et paraît assez bien vérifiée.
La valeur de la perte de charge unitaire dépend des dimensions, de la
porosité, de la teneur en eau et de la masse volumique apparente en
place, ainsi que de la température, de l'humidité relative, de la masse
volumique et de la vitesse de l'air à l'attaque du grain.
Les expériences conduites par classe de dimensions permettent l'élimina-
tion de deux paramètres: la teneur en eau et la forme (granulométrie). Les
paramètres restants permettent de déterminer les coefficients caractéris-
tiques du milieu: porosité et aire volumique. Les résultats obtenus sont
utilisables pour le calcul prévisionnel des pertes de pression pour
différentes masses volumiques apparentes en place.
iii
©
NORME INTERNATIONALE ISO ISO 4174:1998(F)
Céréales, graines oléagineuses et légumineuses — Mesurage des
pertes de charge unitaires dans un écoulement d'air
unidimensionnel à travers une charge de grains
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour le mesurage des pertes de charges unitaires dans un
écoulement d'air unidimensionnel à travers une charge de grains, permettant de calculer la perte de charge totale
d'un ventilateur. Celle-ci est égale à la somme des pertes de charge
a) dans un système de ventilation (conduits, etc.);
b) dans le grain (ce qui constitue l'objet de la présente Norme internationale);
c) dues au passage de l'air du conduit dans le grain.
Les pertes de charge dans le système de ventilation, et celles qui sont dues au passage de l'air du conduit dans le
grain, peuvent être considérées comme négligeables par rapport aux pertes de charge dans le grain, si la vitesse
d'écoulement de l'air ne dépasse pas les limites suivantes:
— 8 m/s à 10 m/s dans le conduit principal;
— 4 m/s à 5 m/s dans le conduit secondaire;
— 0,25 m/s à l'attaque du grain.
Si, pour des raisons économiques, l'air circule à des vitesses plus grandes que celles indiquées ci-dessus (jusqu'à
30 m/s dans le conduit principal), il est nécessaire de calculer, à l'aide de la littérature existante, la perte de charge
due au système de distribution et de diffusion d'air.
2 Référence normative
La norme suivante contient des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, l'édition indiquée était en
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondé sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer l'édition la plus récente de la norme indiquée ci-
après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un
moment donné.
ISO 3507:1976, Pycnomètres.
3 Principe
L'écoulement de l'air, en régime uniforme à travers une masse de grains, donne lieu à une perte de charge par
mètre de grain traversé, qui peut être exprimée en fonction de la vitesse de l'air à l'attaque du grain.
©
ISO
L'équation d'écoulement, qui donne la perte de charge unitaire à travers le grain, est déterminée à partir de la
courbe expérimentale.
4 Appareillage
4.1 Dispositif de mesurage des pertes de charge unitaires (voir figure 1)
Le grain est placé dans une cellule à parois lisses constituée par un tube de forme cylindrique qui comporte deux
prises de pression dans ses parois, distantes de 500 mm, constituée chacune par deux tubes de 1 mm de diamètre
intérieur communiquant avec le grain. À la base se trouve une chambre de mise en pression et un grillage fin sur
lequel le grain peut être entassé.
Une pompe ou un compresseur insuffle l'air dans un flacon amortisseur. L'air passe ensuite dans une chambre de
mise en pression, munie d'un robinet à pointeau qui peut être ouvert ou fermé pour régler le débit d'air traversant le
grain. Un débitmètre (par exemple rotamètre) mesure ce débit.
Enfin, un manomètre (par exemple tube manométrique en «U») mesure la pression de l'air avant le débitmètre, et
un micromanomètre (par exemple un miniscope) mesure, avec une précision de ± 0,1 Pa, la perte de charge sur
500 mm.
Dimensions en millimètres
Légende
4 Robinet à pointeau
1 Pompe ou compresseur
5 Débitmètre
(par exemple 3 m /h de débit)
6 Cellule de mesure
2 Flacon amortisseur
7 Miniscope
(par exemple 1,5 dm de capacité)
8 Tube manométrique en U
3 Chambre de mise en pression
(par exemple 25 dm de capacité)
9 À l'air libre
Figure 1 — Schéma du dispositif de mesurage des pertes de charge unitaires
©
ISO
4.2 Thermomètre enregistreur, pour mesurer et enregistrer la température de l'air attaquant le grain.
4.3 Psychromètre ventilé, ou autre dispositif de précision équivalente (par exemple hygromètre capacitif ou
sonde à point de rosée) pour mesurer et enregistrer les températures sèche et humide de l'air au cours de
l'expérience.
4.4 Baromètre, pour mesurer et enregistrer la pression atmosphérique (conformément aux exigences de la
présente Norme internationale).
4.5 Pycnomètre, conforme aux spécifications de l'ISO 3507.
4.6 Nettoyeur de laboratoire, pour le nettoyage des grains utilisés dans les essais.
5 Mode opératoire
5.1 Méthode de remplissage
Il convient d'effectuer les essais sur des grains parfaitement nettoyés au moyen du nettoyeur de laboratoire (4.6);
autrement, il convient d'indiquer, dans le rapport d'essai, les caractéristiques et les proportions des impuretés.
Effectuer des essais séparés pour chacune des deux méthodes de remplissage de la cellule d'essai.
Pour simuler un échappement de charge par un tuyau de décharge, verser le grain dans un entonnoir maintenu
avec son déversoir à la surface de la cellule. Relever l'entonnoir lentement pour permettre au grain de s'écouler
dans la cellule avec une hauteur de chute presque nulle. Ajouter du grain continuellement à l'entonnoir de manière
à assurer la présence de grain dans l'entonnoir pendant que ce dernier est relevé lentement.
Pour simuler un saupoudrage de charge par un diffuseur, lâcher le grain d'une hauteur de 200 mm sur un tamis
pourvu d'ouvertures suffisamment larges pour permettre aux grains de céréales de passer individuellement au
travers. Déplacer le tamis lentement de bas en haut pour maintenir une hauteur de chute de 800 mm entre le tamis
et la surface du grain, afin de provoquer un tassement nivelé.
5.2 Établissement des courbes expérimentales donnant la perte de charge en fonction de la
vitesse de l'air
5.2.1 Généralités
La détermination de la perte de charge (Δp) en fonction de la vitesse de l'air (U ) nécessite une répétition des
mesurages pendant que le débit est réduit et aussi pendant qu'il est augmenté (en réalisant un nouveau
remplissage des cellules de mesure à chaque fois).
Ceci est nécessaire pour tenir compte du léger tassement qui se produit au cours de l'expérience.
Répéter trois fois chaque expérience avec le débit diminuant et le débit augmentant.
5.2.2 Mesurages à effectuer
Pour les différents débits (q ), en mètres cubes par seconde, utilisés au cours de l'essai et mesurés à l'aide du
débitmètre, déterminer
a) la pression, P, en pascals, de l'air entrant dans la cellul
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4174
Deuxième édition
1998-02-15
Céréales, graines oléagineuses et
légumineuses — Mesurage des pertes de
charge unitaires dans un écoulement d'air
unidimensionnel à travers une charge de
grains
Cereals, oilseeds and pulses Measurement of unit pressure loss in
one-dimensional air flow through bulk grain
A
Numéro de référence
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de
l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 4174 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 34, Produits agricoles alimentaires, sous-comité SC 4, Céréales et
légumineuses.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition
(ISO 4174:1980), dont elle constitue une révision technique.
L'annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement à
titre d'information.
© ISO 1998
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord
écrit de l'éditeur.
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Introduction
L'application de la loi proposée par Kozeny-Carman pour les écoulements
en milieu poreux est envisagée pour des grains (en particulier pour les
céréales et les légumineuses) et paraît assez bien vérifiée.
La valeur de la perte de charge unitaire dépend des dimensions, de la
porosité, de la teneur en eau et de la masse volumique apparente en
place, ainsi que de la température, de l'humidité relative, de la masse
volumique et de la vitesse de l'air à l'attaque du grain.
Les expériences conduites par classe de dimensions permettent l'élimina-
tion de deux paramètres: la teneur en eau et la forme (granulométrie). Les
paramètres restants permettent de déterminer les coefficients caractéris-
tiques du milieu: porosité et aire volumique. Les résultats obtenus sont
utilisables pour le calcul prévisionnel des pertes de pression pour
différentes masses volumiques apparentes en place.
iii
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NORME INTERNATIONALE ISO ISO 4174:1998(F)
Céréales, graines oléagineuses et légumineuses — Mesurage des
pertes de charge unitaires dans un écoulement d'air
unidimensionnel à travers une charge de grains
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour le mesurage des pertes de charges unitaires dans un
écoulement d'air unidimensionnel à travers une charge de grains, permettant de calculer la perte de charge totale
d'un ventilateur. Celle-ci est égale à la somme des pertes de charge
a) dans un système de ventilation (conduits, etc.);
b) dans le grain (ce qui constitue l'objet de la présente Norme internationale);
c) dues au passage de l'air du conduit dans le grain.
Les pertes de charge dans le système de ventilation, et celles qui sont dues au passage de l'air du conduit dans le
grain, peuvent être considérées comme négligeables par rapport aux pertes de charge dans le grain, si la vitesse
d'écoulement de l'air ne dépasse pas les limites suivantes:
— 8 m/s à 10 m/s dans le conduit principal;
— 4 m/s à 5 m/s dans le conduit secondaire;
— 0,25 m/s à l'attaque du grain.
Si, pour des raisons économiques, l'air circule à des vitesses plus grandes que celles indiquées ci-dessus (jusqu'à
30 m/s dans le conduit principal), il est nécessaire de calculer, à l'aide de la littérature existante, la perte de charge
due au système de distribution et de diffusion d'air.
2 Référence normative
La norme suivante contient des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, l'édition indiquée était en
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondé sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer l'édition la plus récente de la norme indiquée ci-
après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un
moment donné.
ISO 3507:1976, Pycnomètres.
3 Principe
L'écoulement de l'air, en régime uniforme à travers une masse de grains, donne lieu à une perte de charge par
mètre de grain traversé, qui peut être exprimée en fonction de la vitesse de l'air à l'attaque du grain.
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ISO
L'équation d'écoulement, qui donne la perte de charge unitaire à travers le grain, est déterminée à partir de la
courbe expérimentale.
4 Appareillage
4.1 Dispositif de mesurage des pertes de charge unitaires (voir figure 1)
Le grain est placé dans une cellule à parois lisses constituée par un tube de forme cylindrique qui comporte deux
prises de pression dans ses parois, distantes de 500 mm, constituée chacune par deux tubes de 1 mm de diamètre
intérieur communiquant avec le grain. À la base se trouve une chambre de mise en pression et un grillage fin sur
lequel le grain peut être entassé.
Une pompe ou un compresseur insuffle l'air dans un flacon amortisseur. L'air passe ensuite dans une chambre de
mise en pression, munie d'un robinet à pointeau qui peut être ouvert ou fermé pour régler le débit d'air traversant le
grain. Un débitmètre (par exemple rotamètre) mesure ce débit.
Enfin, un manomètre (par exemple tube manométrique en «U») mesure la pression de l'air avant le débitmètre, et
un micromanomètre (par exemple un miniscope) mesure, avec une précision de ± 0,1 Pa, la perte de charge sur
500 mm.
Dimensions en millimètres
Légende
4 Robinet à pointeau
1 Pompe ou compresseur
5 Débitmètre
(par exemple 3 m /h de débit)
6 Cellule de mesure
2 Flacon amortisseur
7 Miniscope
(par exemple 1,5 dm de capacité)
8 Tube manométrique en U
3 Chambre de mise en pression
(par exemple 25 dm de capacité)
9 À l'air libre
Figure 1 — Schéma du dispositif de mesurage des pertes de charge unitaires
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ISO
4.2 Thermomètre enregistreur, pour mesurer et enregistrer la température de l'air attaquant le grain.
4.3 Psychromètre ventilé, ou autre dispositif de précision équivalente (par exemple hygromètre capacitif ou
sonde à point de rosée) pour mesurer et enregistrer les températures sèche et humide de l'air au cours de
l'expérience.
4.4 Baromètre, pour mesurer et enregistrer la pression atmosphérique (conformément aux exigences de la
présente Norme internationale).
4.5 Pycnomètre, conforme aux spécifications de l'ISO 3507.
4.6 Nettoyeur de laboratoire, pour le nettoyage des grains utilisés dans les essais.
5 Mode opératoire
5.1 Méthode de remplissage
Il convient d'effectuer les essais sur des grains parfaitement nettoyés au moyen du nettoyeur de laboratoire (4.6);
autrement, il convient d'indiquer, dans le rapport d'essai, les caractéristiques et les proportions des impuretés.
Effectuer des essais séparés pour chacune des deux méthodes de remplissage de la cellule d'essai.
Pour simuler un échappement de charge par un tuyau de décharge, verser le grain dans un entonnoir maintenu
avec son déversoir à la surface de la cellule. Relever l'entonnoir lentement pour permettre au grain de s'écouler
dans la cellule avec une hauteur de chute presque nulle. Ajouter du grain continuellement à l'entonnoir de manière
à assurer la présence de grain dans l'entonnoir pendant que ce dernier est relevé lentement.
Pour simuler un saupoudrage de charge par un diffuseur, lâcher le grain d'une hauteur de 200 mm sur un tamis
pourvu d'ouvertures suffisamment larges pour permettre aux grains de céréales de passer individuellement au
travers. Déplacer le tamis lentement de bas en haut pour maintenir une hauteur de chute de 800 mm entre le tamis
et la surface du grain, afin de provoquer un tassement nivelé.
5.2 Établissement des courbes expérimentales donnant la perte de charge en fonction de la
vitesse de l'air
5.2.1 Généralités
La détermination de la perte de charge (Δp) en fonction de la vitesse de l'air (U ) nécessite une répétition des
mesurages pendant que le débit est réduit et aussi pendant qu'il est augmenté (en réalisant un nouveau
remplissage des cellules de mesure à chaque fois).
Ceci est nécessaire pour tenir compte du léger tassement qui se produit au cours de l'expérience.
Répéter trois fois chaque expérience avec le débit diminuant et le débit augmentant.
5.2.2 Mesurages à effectuer
Pour les différents débits (q ), en mètres cubes par seconde, utilisés au cours de l'essai et mesurés à l'aide du
débitmètre, déterminer
a) la pression, P, en pascals, de l'air entrant dans la cellul
...
Questions, Comments and Discussion
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