[PDF] HYDRAULIQUE : Les Lois physiques de Lécoulement des Fluides

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LA HOUILLE BLANCHE 175

HYDRAULIQU

E Le s Lois physiques de PÉcoulement des Fluides, Pa r A . FOCH, Chargé du Cours de Physique Industrielle à la Faculté des Sciences de Bordeaux.

Dans cet article, l'auteur résume l'état actuel de nos connaissances expérimentales sur l'écoulement

des fluides et en particulier de l'eau. Après avoir montré qu'il n'y a que deux régimes d'écoulement, dépendant

de

la vitesse " réduite », ;7 étudie le passage d'un régime à l'autre et iljillire l'attention sur les conditions aux

quelles doivent satisfaire toutes les recherches sur l'écoulement, recherches dont l'intérêt est évident pour tous

ceux qui s'occupent de l'amélioration des turbines modernes. I D e trè s nombreuse s recherche s on t ét faite s pa r diver s auteur s e n vu e de détermine r le s perte s de charge (1) que subissent les fluide s en mouvement dans les tuyaux. L'intérêt pratique de ce s recherche s es t

éviden

t : En hydraulique urbaine, le " manque d e pression» , si commun en été dans les étages supérieurs des immeubles , a souvent pour cause l'insuffisance du diamètre de s canalisation s d'alimentatio n en eau ; dans les usines hydro

électriques

le s résistances qu'elle s aien t lie u dan s le s conduite s d'amené e ou dans les aubages des turbines, provoquent une di minutio n du rendement global de la chute ; dans les centrales thermique s enfin le s frottement s de la vapeur dans les canali sation s e t dan s le s machine s s e traduisen t en fin de compte par un e augmentatio n de la dépense en charbon. Aussi nombreux son t le s ingénieur s qui se sont préoccupés d'évaluer avec pré cisio n l'importanc e de ces pertes de charge, préliminaire indis pensabl e aux tentatives de réduction. Mais le technicien n'a souven t besoi n qu e d'une approximation grossière ; d'autre part, mêm e si les pertes dues aux résistances à l'écoulement atteignaient 2

0 % de la puissance totale, il suffirait de les connaître à 10 %

prè s pou r qu e le rendement global fût connu à 2 %. Or, bien rare s son t le s appareil s de mesure qui possèdent une telle pré cision Auss i a-t-on cherché pour représenter ces pertes de charg e des formules d'usage commode, telles que des dévelop pement s en série limités à un petit nombre de termes ou de s formules monômes à exposants très simples. Je rappellerai, à titr e d'exemple , les principales formules proposées en France pou r

évalue

r l a pert e de charge / (en mètres d'eau par mètre de conduite dan s le s tuyau x de diamètre D (en mètres) parcourus pa r un courant de vitesse moyenne V (mètre : sec)

Formul

d e Darc y T = (* + B,' v"

Formul

e de M. Lévy V=A y/E/j^i+3y/5J

Formul

e de Flamant / = K D1 ,25 D (2 (3 L a dernièr e formul e est comm e l'on sait, la plus employée pou r les tuyaux de diamètre allant jusqu'à 1 m 2

5 ; celle de Mau

rice

Lév

y paraî t donne r de meilleurs résultats pour les forts dia mètre s e t le s conduite s à haute pression ; elle conduit en général (1 ) Nous entendons par là la perte de pression due à la résistance générale du liquide, résistance s'exerçant tout le long du courant pt proportionnelle, dans une conduite cylindrique, à la longueur d e cette dernière. Les résistances locales, qui ont lieu en des points singulier s d e longueu r limité e (changemen t brusqu e d e sectio n pa r exemple ) provoquent une chute de pression qui ne sera pas examinée ici de s nombre s plu s fort s pou r l a pert e de charge et présente, par suite

, dans les avants-projets une certaine sécurité. II.convient de se rappeler que ces formules valent pour des conduites indus

trielles , où les raccords sont nombreux, où les lignes do rivets produisen t de s perte s locales etc. vraisemblablemen t le s perte s d e charg e seraien t moindre s ave c de s tuyau x parfaitemen t lisses comm e on peu£ les réaliser dans certains cas (ciment lissé, longs tube s soudés , etc.). I I

L'obje

t d e ce t articl e es t précisémen t d'étudie r quelle s formule s peuven t conveni r dan s cett e dernièr e hypothès e ; je vais d'abord rappele r le s principale s condition s auxquelle s doiven t satisfair e le s relation s proposées

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