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1 J-M R. D-BTP
LES PERTES DE
CHARGE
2006
2
Définitions, généralités
Détermination de tuyauteries, calcul de pertes de charge
Abaques
3
Notion de perte de charge
Perte de charge linéaire J
Expressions du nombre de Reynolds
Coefficient de perte de charge
Perte de charge singulière Z
Rugosité
Masse volumique et viscosité de divers corps à 0°C
Définitions, généralités
Utilisation des abaques de pertes de charge linéaires Utilisation des tableaux de détermination des dzêta
Diamètre équivalent ( perte de charge )
Diamètre équivalent ( vitesse )
Longueurs équivalentes aux coudes
Longueurs équivalentes aux vannes et robinets
4
Notion de perte de charge
P = h .
h La vanne étant fermée, la pression P au manomètre dépend de la " » h. 5
P = h .
h P du débit de liquide dans la conduite, de la viscosité du liquide, de la longueur de la conduite, des incidents de parcours rencontrés dans la conduite.
Elle dépendra :
Notion de perte de charge
6
Ainsi, dans une installation hydraulique,
appellera les pertes de charge " linéaires », appellera les pertes de charge " singulières ». La perte de charge totale est égale à la somme des pertes de charge.
Notion de perte de charge
7 dues aux longueurs droites de tuyauteries et des pertes de charges singulières dues aux incidents de parcours rencontrés.
P = P linéaires + P singulières
'P = ( L . J ) + P : perte de charge totale du tronçon considéré
L : longueur droite de tuyauterie
J : perte de charge au mètre linéaire de tuyauterie Z : perte de charge singulière de chaque incident de parcours 8
Perte de charge linéaire J
La perte de charge linéaire J (autrefois appelée R) dépend : - ) sans dimension - du diamètre de la conduite ( 1/d ) en mètre - de la pression dynamique ( v2 /2g ) en mètre Dans ces formules, J est exprimé en mètres de colonne de fluide par mètre de par la masse volumique du fluide véhiculé exprimée en kg/m3.
1 v2
d J = . . 2 g 2 g v2 d J = 9
Le régime laminaire
Le régime turbulent
Le régime de transition, qui se situe entre les deux précédents et dans lequel nombre de Reynolds » qui a pour expression : v . d Re = v d : diamètre de la conduite : viscosité cinématique du fluide 10 régime laminaire Re < 2000 régime turbulent Re > 3000 régime de transition 2000 < Re < 3000 v . d Re =
2000 3000
LAMINAIRE TRANSITION TURBULENT
Le caractère incertain du régime de transition nous le fera assimiler dans nos calculs de pertes de charge au régime turbulent. 11
Expressions du nombre de Reynolds
v : m/s d : mm : cSt v . d
Re = 10 3
Q : m3/h
d : mm : cSt Q dQRe = 3537 10 2 12 v . d Re = peut être mise sous la forme:
2000 .
d v = nous obtenons :
Re .
d v = 13 inférieure à 1,8 cSt, la vitesse critique est très basse et sera toujours dépassée. Le régime sera considéré turbulent. fioul ( = 6 cSt) qui permettront avec de faibles régime laminaire. 14
Coefficient de perte de charge
Le coefficient de perte de charge
qualité du tube.
Si Re < 2320 = 64 / Re
Si Re > 2320
Conduite lisse = 0,3164 4 Re
Conduite rugueuse
1 = 1,14 - 2 log
d : rugosité de la conduite 15
Rugosité
Type de conduite Rugosité en mm
0,0015
Conduites en PVC et polyéthylène 0,007
Tuyauteries en acier du commerce 0,045
Conduites en amiante-ciment
Tuyauteries en fonte asphaltées 0,125
0,15
Tuyauteries en acier galvanisé 0,15
Tuyauteries en acier rouillées
Conduits en bois
Tuyauteries en fonte
Conduits souples agrafés en spirale
Conduits treillis métallique et enduit 1,5
Tuyauteries en acier très rouillées
Conduits en béton brut de décoffrage
Conduits maçonnés
16 Masse volumique et viscosité de divers corps à 0°C désignation kg/m3 cSt m²/s
Alcool 790 1,5
Benzène 880 0,74
Fioul domestique ( 1,5 °E ) 860 6
Fioul lourd ( 200 °E ) 960 1520
Gaz brûlés 100 °C 0,95 20
Gaz brûlés 300 °C 0,63 45
Gaz naturel 0,78 12,8
Méthane 0,67 15,6
Oxygène 1,10 18
Eau 15 °C 999 1,14
Eau 60 °C 983 0,48
Eau 80 °C 972 0,36
17 18
Eau à 15 °C J = 557 Q 1,87
d 5.04
Eau à 80 °C J = 417 Q 1,885
d 5.014
J : mmCE/m
Q : L/h
d : mm
J : mmCE/m
Q : L/h
d : mm Pour les applications usuelles dans les installations de chauffage et de sanitaire, nous pouvons utiliser les formules pratiques suivantes : 19 Utilisation des abaques de pertes de charge linéaires
Ces abaques sont établis en fonction de :
- la rugosité des conduites (donc leurs natures) °C) et du type de canalisation (acier ou cuivre). Ces abaques permettent de déterminer graphiquement : - le débit volumique (en L/h ou en m3/h) - le débit massique (en kg/h ou en t/h) - la vitesse de circulation (en m/s) - la tuyauterie (diamètre intérieur ou diamètre extérieur et épaisseur) - la perte de charge linéaire (en mmCE/m) 20 Utilisation des abaques de pertes de charge linéaires
Exemple :
Débit : 500 litres/h
Vitesse souhaitée < 0,5 m/s
500
GHX[GLDPqWUHVGHWX\DXWHULHVquotesdbs_dbs23.pdfusesText_29