Tableaux de résistance à l’écoulement d’air pour la gestion du stockage des grains

Les renseignements ci-dessous ont été fournis par le Prairie Agricultural Machinery Institute (PAMI), et leur dernière mise à jour date du 11 mars 2021.

Dans les cellules à grain, il est important de mesurer la résistance à l’écoulement d’air, car le débit de l’air (pieds cubes par minutes [pi3/min]) que votre ventilateur projette dans les grains en dépend. Le débit d’aération (refroidissement) visé se situe entre 0,1 et 0,25 pi3/min/boisseau et celui de séchage à l’air naturel, entre 0,5 et 1 pi3/min/boisseau. Il faut noter que tout débit supérieur à 0,25 pi3/min/boisseau entraîne un refroidissement ou un traitement plus rapide, mais peut également provoquer une certaine perte ou élimination d’humidité (selon l’état de l’air et des grains). Dans un même temps, un débit inférieur à 0,5 pi3/min/boisseau peut causer une certaine déshumidification, mais cette dernière s’avérera très lente.

La résistance à l’écoulement d’air est mesurée selon une pression statique (pouces de H2O) et dépend du type et de la profondeur des grains; plus la profondeur augmente, plus la résistance croît (et le débit diminue).

La présente page porte sur deux méthodes de mesure ou de prévision des débits d’air d’après la résistance à l’écoulement d’air :

  • estimation du débit dans une cellule comportant déjà des ventilateurs, selon la pression statique d’air et des courbes de ventilation;
  • identification du type et de la taille du ventilateur produisant le débit nécessaire dans une nouvelle cellule, en fonction des tableaux de résistance à l’écoulement d’air.

Estimation du débit d’air dans une cellule existante

Pour établir le débit (pi3/min) d’un ventilateur existant, installez près de ce dernier un manomètre de pression statique dans une canalisation d’aération. Lorsque la cellule est pleine (ou au niveau de grain visé), mettez le ventilateur en marche et enregistrez la mesure de pression statique indiquée par le manomètre. La pression statique change selon la profondeur et le type des grains. Consultez les tableaux ou les courbes de rendement du fabricant du ventilateur (les exemples ci-après se rapportent aux ventilateurs de canalisation centrifuges de Grain Guard) pour estimer le débit d’après la mesure de pression statique.

Exemple : la pression statique mesurée se chiffre à 4,6 po de H2O dans le cas d’un ventilateur de canalisation centrifuge Grain Guard de 5 HP (GGI-80511).

Sur le tableau, le débit atteint 4790 pi3/min à 4 po de H2O et 4050 pi3/min à 6 po de H2O, ce qui permet d’estimer un débit probable d’environ 4600 pi3/min.

Tableau de rendement des ventilateurs de canalisation centrifuge de Grain Guard
Ventilateur de canalisation centrifugePression statique (pouces de H2O)
ModèleHP24681012
GGI-803113369030202130000
GGI-805115543047904050160000
GGI-807117655059505220434015600
GGI-8101110775072206550585049603640

L’autre méthode consiste à estimer le débit d’après le tableau du fabricant ci-après. Le point où une ligne tracée verticalement depuis 4,6 po de H2O, sur l’axe horizontal, croise la courbe du ventilateur GGI-80511 (5 HP) correspond au débit du ventilateur et à la pression statique exercée. Tracez une ligne horizontale depuis le point d’intersection jusqu’à l’axe vertical pour estimer le débit (pi3/min), lequel atteint environ 4600 pi3/min dans le présent exemple (valeur similaire à celle estimée au moyen des tableaux).

Ventilateur de canalisation centrifuge

Choix d’un ventilateur d’une taille assurant le débit visé dans une nouvelle cellule

Les tableaux de résistance à l’écoulement d’air et les tableaux de rendement des ventilateurs peuvent servir à estimer la taille de ventilateur nécessaire pour obtenir le débit visé (de 0,1 à 0,25 pi3/min/boisseau aux fins d’aération et de 0,5 à 1 pi3/min/boisseau aux fins de séchage à l’air naturel).

Exemple : une quantité de 5000 boisseaux de canola se traduisant par une profondeur des grains de 20 pi nécessite un débit d’au moins 0,5 pi3/min/boisseau.

Calculez le débit (pi3/min) nécessaire pour atteindre 0,5 pi3/min/boisseau (0,5 pi3/min/boisseau x 5000 boisseaux = 2500 pi3/min). Estimez la résistance à l’écoulement d’air du canola d’après le tableau ci-après et employez la même méthode d’estimation par tableau que celle utilisée dans l’exemple précédent. Sur la courbe de 0,5 pi3/min/boisseau, la pression statique estimée se chiffre à environ 8 po de H2O pour une masse de grain de 20 pi de profondeur (axe horizontal). Consultez les tableaux ou les courbes de ventilateur (ci-dessus) pour choisir le bon ventilateur. À 8 po de H2O, le ventilateur de canalisation centrifuge de 5 HP (GGI-80511) s’avère inefficace, car son débit n’atteint que 1600 pi3/min, ce qui est inférieur à la valeur visée. Par contre, celui de 7 HP (GGI-80711) produit un débit estimé de 4340 pi3/min, ce qui correspond à la valeur ciblée, soit un débit d’environ 0,85 pi3/min/boisseau.

Ventilateur de canalisation centrifuge

L’exemple ci-dessus montre comment le choix de la taille d’un ventilateur peut exiger quelques itérations. En théorie, le ventilateur de canalisation centrifuge de 7 HP (GGI 80711) assure un débit de 4340 pi3/min ou de 0,85 pi3/min/boisseau dans 20 pi de canola. Toutefois, la présomption initiale reposait sur une valeur de 0,5 pi3/min/boisseau, laquelle a servi à estimer la résistance à l’écoulement d’air. Si le ventilateur n’assure pas vraiment un débit de 4340 pi3/min ou de 0,85 pi3/min/boisseau, la résistance dans 20 pi de canola augmente pour atteindre environ 15 po de H2O (valeur qui ne figure dans aucun tableau, et ce, pour toutes les tailles de ventilateur de canalisation centrifuge). Si l’on emploie cependant les tableaux selon la méthode inverse et que l’on cherche plutôt un débit de 2500 pi3/min, le GGI 80711 de 7 HP doit exercer une pression d’environ 9 po de H2O, valeur à laquelle le débit dépasse légèrement 0,5 pi3/min/boisseau pour 20 pi de canola, sur le tableau de résistance à l’écoulement d’air. Ainsi, le ventilateur de canalisation centrifuge de 7 HP devrait suffire à procurer un débit d’au moins 0,5 pi3/min/boisseau.

Chaque modèle et type de ventilateur assure un débit nominal qui lui est propre, ce qui permet d’obtenir diverses plages de débits pour des profondeurs de grain différentes. Par exemple, le tableau ci-après présente le lien entre la pression statique (axe vertical) et le débit d’air (axe horizontal) pour quatre types distincts de ventilateur de 5 HP. Lorsque la pression statique est peu élevée (faible profondeur et/ou grains de gros calibre), le ventilateur de canalisation assure un débit maximal. Toutefois, seuls les ventilateurs de canalisation centrifuges à grande vitesse assurent un débit quelconque lorsqu’ils doivent produire une pression statique supérieure (plus de 7 po de H2O). Puisqu’il faut choisir le type et la taille des ventilateurs de manière soigneuse et d’après la pression statique visée, assurez-vous de consulter les tableaux propres aux ventilateurs envisagés.

Ventilateur de canalisation centrifuge
  • Détails de l’image ci-dessous
    Relation entre la pression statique et le débit d’air pour différents types de ventilateurs
    Pression statique (pouces d’eau)Ventilateur axialVentilateur centrifuge à faible vitessePression statique (pouces d’eau)Ventilateur centrifuge à haute vitesseVentilateur de canalisation centrifuge
    0123009095045056130
    1111308504242255660
    295107752438905100
    374906838634804350
    452905763829760
    533204526102360‑
    621300120‑

Des tableaux de résistance à l’écoulement d’air du canola, du blé, de l’orge, des pois, des lentilles, du lin et du maïs figurent sur les pages suivantes, afin de permettre l’estimation de la pression statique prévue selon la profondeur et le type des grains, ainsi que d’après le débit visé (pi3/min/boisseau). La courbe de Shedd et diverses équations ont servi à produire ces tableaux, lesquels ne tiennent compte que de la résistance à l’écoulement d’air des grains, non pas de la résistance accrue attribuable aux paillettes, aux particules fines, aux canalisations ou aux méthodes de remplissage (p. ex. utilisation d’un épandeur à grain).

  • Détails de l’image ci-dessous
    Résistance à l’écoulement d’air du canola
    Débit d’air visé (pi3/min/boisseau)
    BoisseauxProfondeur des grains (pi)0,1 pi3/min/boisseau0,5 pi3/min/boisseau1,0 pi3/min/boisseau1,5 pi3/min/boisseau
    102250,090,460,961,5
    2045100,361,924,176,71
    3067150,814,5110,0716,59
    4090201,468,3419,0831,99
    5112252,313,5131,653,75
    6134303,3520,1447,9982,64
    7157354,5928,3368,61119,39
    8179406,0538,1793,82164,74
  • Détails de l’image ci-dessous
    Résistance à l’écoulement d’air du blé et de l’orge
    Débit d’air visé (pi3/min/boisseau)
    BushelsProfondeur des grains (pi)0,1 pi3/min/boisseau0,5 pi3/min/boisseau1,0 pi3/min/boisseau1,5 pi3/min/boisseau
    102250,060,30,630,98
    2045100,241,262,74,33
    3067150,532,936,4910,63
    4090200,965,412,2520,4
    5112251,518,7320,2134,15
    6134302,1912,9930,6152,34
    715735318,2243,6575,43
    8179403,9524,559,55103,84
  • Détails de l’image ci-dessous
    Résistance à l’écoulement d’air des pois
    Débit d’air visé (pi3/min/boisseau)
    BushelsProfondeur des grains (pi)0,1 pi3/min/boisseau0,5 pi3/min/boisseau0,7 pi3/min/boisseau0,9 pi3/min/boisseau1,0 pi3/min/boisseau1,2 pi3/min/boisseau1,5 pi3/min/boisseau2,0 pi3/min/boisseau2,2 pi3/min/boisseau2,5 pi3/min/boisseau2,6 pi3/min/boisseau
    1022500,030,0428010,0583950,070,0843380,110,1675020,1912970,2291430,242322
    2045100,020,130,2065350,2897610,340,4324890,60,9102461,0504821,2757161,354689
    3067150,050,340,5377620,7673390,891,1671961,632,5344722,9407463,5963053,826916
    4090200,090,671,0780491,5562611,822,3973573,385,3119636,1845867,5967138,09447
    5112250,141,151,8659792,7169783,194,2241269,49589111,0826313,6555714,56379
    6134300,211,792,9380784,3067535,076,7434119,6215,3270117,9208922,1334123,62196
    7157350,32,614,3293396,3804857,5310,0472914,3923,036926,9746633,3773935,64181
    8179400,43,646,0735418,99121510,6314,2248120,4432,8538,5107747,7242550,98498
  • Détails de l’image ci-dessous
    Résistance à l’écoulement d’air des lentilles
    Débit d’air visé (pi3/min/boisseau)
    BushelsProfondeur des grains (pi)0,1 pi3/min/boisseau0,5 pi3/min/boisseau0,7 pi3/min/boisseau0,9 pi3/min/boisseau1,0 pi3/min/boisseau1,2 pi3/min/boisseau1,5 pi3/min/boisseau2,0 pi3/min/boisseau2,2 pi3/min/boisseau2,5 pi3/min/boisseau2,6 pi3/min/boisseau
    102250,020,130,1898810,2588410,30,3734540,50,7402990,8451671,0118971,069942
    2045100,090,590,9140321,2811471,481,9101572,634,0129844,6297785,6201295,96731
    3067150,211,52,3762893,3876143,945,1476397,1911,1592812,9444615,8243216,83722
    4090200,392,964,75876,8635198,0310,5628614,8823,3693527,2014333,4013835,58646
    5112250,645,068,23025711,9736214,0518,5987926,3841,7517248,7168960,0089463,99435
    6134300,957,8912,9509418,9687122,3329,6754942,3167,3603778,7429997,22518103,7553
    7157351,3311,5319,07428,0891933,1344,1960763,27101,2091118,4846146,5696156,5011
    8179401,7916,0626,7473839,5673246,7562,5503789,84144,2802169,1098209,516223,8145
  • Détails de l’image ci-dessous
    Résistance à l’écoulement d’air du lin
    Débit d’air visé (pi3/min/boisseau)
    BushelsProfondeur des grains (pi)0,1 pi3/min/boisseau0,5 pi3/min/boisseau1,0 pi3/min/boisseau1,5 pi3/min/boisseau2,0 pi3/min/boisseau2,5 pi3/min/boisseau
    102250,1043440,547356261,1571231,8262752,5523313,333213
    2045100,4226022,314246815,1046638,33429411,9764516,01074
    3067150,9625155,4788263412,5014420,9185130,6313941,56869
    4090201,73170710,20932623,9529140,8418560,6356483,16642
    5112252,73768616,666064440,0268669,28115103,958143,7369
    6134303,98785625,002881461,26278107,3513162,4623226,0566
    7157355,48951735,36819688,17788156,1198237,9329332,7851
    8179407,24987647,9058115121,2713216,6164332,0916466,4895
  • Détails de l’image ci-dessous
    Résistance à l’écoulement d’air du maïs
    Débit d’air visé (pi3/min/boisseau)
    BushelsProfondeur des grains (pi)0,1 pi3/min/boisseau0,5 pi3/min/boisseau1,0 pi3/min/boisseau1,5 pi3/min/boisseau2,0 pi3/min/boisseau2,5 pi3/min/boisseau
    102250,0131640,073294810,1641110,2709330,3927110,528662
    2045100,0541950,3282220,7854221,3563472,0319612,806093
    3067150,125340,812799932,034523,610545,5112497,717163
    4090200,2287711,570844054,0639227,34833211,3569916,04662
    5112250,3665952,643308057,01523212,8619420,0582728,52447
    6134300,5408624,0690395611,022520,4282532,0791445,8441
    7157350,7535715,8852523816,214130,312847,8650868,67185
    8179401,0066728,1278440222,7139742,7721967,8470997,65294

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2021-03-20