C. Calcul des pertes de charge dans les conduites20
Les pertes de charge totales dans une conduite sont
composées de pertes de charge linéaires et des pertes de charge
locales.
1. Pertes de charge linéaires
Les pertes de charge linéaires sont dues à la
turbulence et au frottement du fluide contre les parois de la conduite et sont
évaluées par plusieurs auteurs. Dans notre travail, nous avons
utilisé celle établie par Darcy21.
JL = ??????2
??????
JL : Pertes de charge par frottement dans une
conduite de longueur L(m)
L : Longueur de la conduite (m)
g : Accélération due à la
pesanteur (9,81 m/s2)
ë : Coefficient de frottement : il est
fonction du nombre de Reynolds Re, et de la rugosité des parois de la
conduite.
Re : Nombre de Reynolds, pour une conduite
circulaire coulant sous pression, sa
valeur est fonction du diamètre de la conduite, d, ainsi
que de la vitesse d'écoulement,
v, de la viscosité dynamique, ì, et de la masse
volumique, ñ, de l'eau.
|
VD
Re =U avec, õ = ì
p
|
Avec v : la vitesse de l'écoulement
D : Le diamètre du tuyau
|
|
|
20 Notions de mécanique de fluide cours et
exercices corrigés (auteur : Riadh Ben Hamouda)
21 ANDRE DUPONT TOME 2
Page | 83
õ : La viscosité cinématique
ì : La viscosité dynamique
ñ : La masse volumique de l'eau
La viscosité dynamique est établie sur basse des
types de fluide22, ì de l'eau à 20? est de
10-3 Pa.
ë est calculé en faisant en comparant la valeur du
nombre de Reynolds a l'écoulement
Re ? 2300 : Est un écoulement laminaire selon poiseuil :
ë = ????????
Re [2300 - 100000] : Un écoulement turbulent lisse
selon Blassuis : ë = 0,316 Re-0.25
Re ? 100000 : Un écoulement turbulent rugueux : Blanch :
ë = 0,79 ? , DN en
mm
å : Coefficient de rugosité de la conduite qui est
de 0,15 2. Pertes de charge locales ou singulières
(Js)
Quand la conduite subit de brisque variation de section ou de
direction, il se produit des pertes de charge singulières. Elles sont
généralement mesurables et font partie des
caractéristiques de l'installation. Elles sont calculées par la
formule :
Js =KSV2
2g
Avec ;
KS : coefficient de pertes de charge locales qui dépend de
la nature et de la géométrie de l'accident.
Pratiquement ces pertes sont prises à 10% de pertes de
charge linéaires. Ce qui donne JS= 0,1JL
En définitif, dans une conduite donnée, la perte de
charge est égale à la somme de pertes de charge linéaires
et de pertes de charge locales.
JT= JL + JS
La synthèse de calcul des pertes de charge est reprise
dans le Tableau N°9.
22 Cfr (en) dynamic viscosity compendium of chemical
technology
Page | 84
Tableau N°9 : Synthèse de calcul des pertes de
charges
|
Tronçons
|
Longueur
s en m
|
Débits
en m3
/s
|
Diamètr
e
Nominal
e en mm
|
Vites
se en
m/s
|
Nombre
de
Reynold
s
|
ë
|
JL
|
JS
|
JT
|
|
1-2
|
10
|
0,0062
|
75
|
1,5
|
112500
|
0,447
|
0,68
|
0,068
|
0,752
|
|
2-3
|
26,5
|
0,0125
|
110
|
1,5
|
165000
|
0,921
|
25,2
|
2,52
|
27,753
|
|
3-4
|
6,25
|
0,0187
|
125
|
1,5
|
187500
|
0,865
|
4,96
|
0,496
|
5,460
|
|
4-5
|
6,25
|
0,0249
|
140
|
1,5
|
210000
|
0,816
|
4,18
|
0,418
|
4,599
|
|
5-6
|
26,25
|
0,031
|
160
|
1,5
|
240000
|
0,764
|
14,4
|
1,441
|
15,856
|
|
6-7
|
10
|
0,074
|
250
|
1,5
|
375000
|
0,608
|
2,75
|
0,275
|
3,025
|
|
7-8
|
20
|
0,080
|
250
|
1,5
|
375000
|
0,608
|
5,58
|
0,558
|
6,138
|
|
8-9
|
37,5
|
0,087
|
280
|
1,5
|
420000
|
0,577
|
8,87
|
0,887
|
9,758
|
|
9-10
|
8,3
|
0,2175
|
140
|
1,5
|
210000
|
0,817
|
5,56
|
0,556
|
6,116
|
|
10-11
|
13.3
|
0,0435
|
200
|
1,5
|
300000
|
0,684
|
5,22
|
0,522
|
5,742
|
|
Somme JT=
85,2 mCE/m
|
2) Conduite de refoulement
Ce sont des conduites qui nous permettent de refouler de l'eau
aspirée à travers les buses de refoulement.
Tableau n°10 : Distances de conduites et leurs
débits
|
Tronçons
|
Longueurs
(m)
|
Débit de sections en
(l/s)
|
|
E-I ; E-F
|
25
|
43,5
|
|
J-L ; J-K
|
10
|
43,5
|
|
M-N
|
12,5
|
43,5
|
|
M-O
|
22,5
|
43,5
|
|
P-Q
|
42,5
|
43,5
|
|
R-Q
|
12,5
|
43,5
|
|
S-T
|
45
|
87
|
|
T-F'
|
42,5
|
17,4
|
|
T-B'
|
11,95
|
69,6
|
|
B'-C'
|
6,95
|
52,2
|
|
C'-D'
|
6,95
|
34,8
|
|
D'-E'
|
44,45
|
17,4
|
Page | 85
Les tronçons sont représentés dans le plan
ci-dessous et ont la couleur verte :
Fig.n°26. Schémas de répartition des
tronçons du réseau a. Calcul du diamètre dans
les différents tronçons
D =v4??? ?
Tronçon E-I; E-F:
Q = 0, 0435 m3/s, S=0,0435
2 = 0,0217 ??2, D=v4*0,0217
3,14 =0,191 m =?D=191 mm soit DN
200
Les tronçons J-L ; J-K, M-N, M-O, P-Q, R-Q
ont le même débit Q = 0,0435 m3/s que le
tronçon E-I; E-F, ce qui veut dire qu'ils ont le même
diamètre de DN 200. Tronçon S-T:
Page | 86
Q = 0, 087 m3/s, S=0,087
2 = 0,0435 m2, D=v4*0,0217
3,14 =0,235 m =>D=235 mm soit DN
235
Tronçon T-F':
Q = 0, 0174 m3/s, S=0,0174
2 = 0,0085 m2, D=v4*0,0085
3,14 =0,100 m =>D=100 mm soit DN
100
Tronçon T-B':
Q = 0, 069 m3/s, S=0,069 = 0,0348 m2,
D=v4*0,0348
3,14 =0,210 m =>D=210 mm soit DN
2
200
Tronçon B'-C':
Q = 0, 0522 m3/s, S=0,0522 = 0,0261 m2,
D=v4*0,0261
3,14 =0,182 m =>D=182 mm soit DN
2
180
Tronçon C'-D':
Q = 0, 0348 m3/s, S=0,0348
2 = 0,0174 m2, D=v4*0,0174
3,14 =0,149 m =>D=149 mm soit DN
140
Tronçon D'-E' ont le même
débit Q = 0,0174 m3/s que le tronçon T- F', ce
qui veut dire qu'ils ont le même diamètre de DN 100.
b. Vérification des vitesses dans les
conduites
La vérification consiste à voir si la vitesse dans
chaque conduite est comprise entre 0,5 m/s et 2 m/s. En-dessous de cette
vitesse, on risque de créer des dépôts qui entravent
partiellement ou complètement le débit.
Pour notre vérification, nous sommes partis de la loi de
continuité. Q = V×S.
De cette loi, nous tirons V=?? = ?4??2?
S
Avec ; S =????2
4
Pour notre cas, après vérification, nos
conduites d'aspiration sont comprises dans cet intervalle de vitesse ne
dépassant pas 2 m/s
|
|
