Pertes de charge singulières

[inviteb48dd5fc]

Bonjour,

J'ai une question concernant le calcul des pertes de charge au sein de canalisation très petites (échelle laboratoire...)...

Il s'agit de calculer des pertes de charges dans des canaux de quelques mm de diamètre et très accidentés.

Je ne suis pas sûr de ma démarche : quelqu'un peut-il m'aider à la valider?

-Les pertes de charges régulières sont nulles car longueur max des tuyau < 1cm.
-Je calcul les pertes de charges singulières
-je somme le tout.

Pour le calcul des pertes de charges singulières :
-je connais ma vitesse au niveau de la singularité (exemple : rétrecissement brusque)
-Je trouve dans des abaques le coefficient de perte de charge adéquate (k)
-je calcul la perte de charge singulière DP= k rho V²/2 (en Pa)
-Je déduis la vitesse après le rétrécissement : conservation de masse + fluide incompressible donc V*S=V'S' avec V et V' les vitesses et S et S' les sections des canalisations avant et après la singularité. La vitesse S' que je calcul est donc la vitesse d'approche de mon fluide pour la singularité suivante puisque la canalisationest très courte.

Ce qui me pose problème est que mon calcul reviens à dire que l'influence des pertes de charges sur la vitesse de circulation est nulle (je crois?). Cela est-il juste? cela a-t-il un sens physique?


Merci par avance de vos réponses!!
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[invite31b5cbad]

Tu es en incompressible, donc une fois que tu es rentré dans ton tuyau, la vitesse est uniquement pilotée par les changements de section.

Par contre, la vitesse d'entrée (dont se déduisent toutes les autres par des rapports de section) sera bien fonction de tes pertes de charges.

Pour un delta de pression donnée aux bornes de ton tuyau, ta vitesse est imposée par les pertes de charges, comme le courant dans un fil électrique est imposé par la résistance (pour une différence de potentiel donnée, et à un carré près).

En fait, tu as : v² = 2*Delta_P/rho.

A toi de voir ce qui est imposé (pressions? débit massique?) et ce qui est "relâché". Par exemple, si tu connais la pression et le débit massique en entrée, tu en tires la pression de sortie. Ou si tu connais les pressions, tu en tires le débit massique. A voir.

[inviteb48dd5fc]

Ok effectivement c'est ce que je pensais : incompressibilité donc conservation de la masse donc vitesse fonction de la section uniquement..

En fait j'ai le débit volumique d'entrée comme donnée. Selon les conditions opératoires je connais donc la vitesse en entrée. C'est à partir de là que j'ai fait mes calculs.

L'idée en fait est qu'un capteur nous donne une DP entre l'entrée et la sortie de notre circuit, et par expérience nous en avons déduit un débit (par empotage). Or ce débit est très éloigné de celui que l'on détermine théoriquement (par le calcul).

Seulement, pour moi, faire ce calcul de perte de charge n'a pas de sens. Les canalisations sont êxtrement courtes entre 2 singularitées (inférieur au cm). Donc Le régime n'a pas le temps de se rétablir entre deux irrégularitées. Du coup la perte de charge totale est différentes de la sommes des pertes de charges dûe aux singularitées il me semble. Mais bon l'idée est quand même de déterminer un ordre de grandeurs de la perte de charge totale pour différents débits d'entrée.

Merci beaucoup de ton aide.

[invite31b5cbad]

Oui, quand les singularités sont très proches, il est délicat de les sommer. Un calcul de CFD serait plus réaliste, mais bon, ce serait un peu extrême.

Si ton débit est imposé, tu peux calculer la pression de sortie, mais ça me paraît pas très intéressant (enfin, je sais pas du tout ce que tu cherches, donc bon...).

D'habitude, on peut surtout assurer des pressions en entrée/sortie, et on regarde quel débit en découle.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb48dd5fc]

En fait, je fais ce calcul car nous avons un soucis :

Nous appliquons une DP entre l'entrée et la sortie de notre système. et pour une DP donnée nous obtenons un débit bien inférieur à celui attendu (calcul théorique). Aussi nous voulons savoir si cela provient des pertes de charges singulières (initialement négligées) ou si le capteur de pression de l'appareil est défectueux. (sachant que ce capteur est intégré dans un appareil relativement complexe).

La CFD, j'y ai pensé mais j'aurai un peu l'impression de sortir un marteau piqueur pour casser une noix.

[invite31b5cbad]

Ou un char Leclerc pour détruire une mouche ^^

Possible que les corrélations utilisées pour les ksi singuliers soient mal choisies.

Je doute très fortement que les PdC régulières puissent être la cause.

Ou alors le capteur est bidon. Parce que normalement, ce genre de calcul fonctionne très bien.

[inviteb48dd5fc]

Ou un char Leclerc pour détruire une mouche ^^

Possible que les corrélations utilisées pour les ksi singuliers soient mal choisies.

Je doute très fortement que les PdC régulières puissent être la cause.

Ou alors le capteur est bidon. Parce que normalement, ce genre de calcul fonctionne très bien.

Je soupçonne les pertes de charges singulières d'être responsable des écarts calculs/mesures. POur moi, ici, les pertes de charges régulières sont presques nulles puisque le canal le plus long doit mesurer moins de 1 cm. En fait la géométrie est tellement biscornue que les abbaques de pertes de charges régulières ne sont pas adaptées réellement. Mais ce calcul permet d'avoir un genre d'ordre de grandeur.

En tout cas merci beaucoup pour tes réponses!