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Perte de charge (loi de Darcy) .




  1. #1
    chrome VI

    Perte de charge (loi de Darcy) .

    Bonjour , lorsqu'un liquide cicule dans une colonne cylindrique on parle de la perte de charge (deltaP) . Cette perte de charge est donnée par la loi de Darcy .
    Je ne comprend pas c'est quoi la perte de charge ?
    Delta P est la différence entre quelles deux pressions ?
    Merci d'avance .

    -----


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  3. #2
    zoup1

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    DeltaP est la différence de pression entre la sortie de la colonne et la sortie de la colonne pour que le fluide s'écoule dans la colonne avec un débit donné. DeltaP est relié aux efforts à fournir pour s'opposer aux pertes par viscosité à l'intérieur de la colonne.

  4. #3
    Iforire

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Salut à tous,

    Une perte de charge est une différence de pression négative (DeltaP négatif).
    On parle de perte de charge, car comme la pression baisse, on "perd" du débit et de la matière (PV=nRT) donc de la charge.

    A plus.


  5. #4
    zoup1

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Citation Envoyé par Iforire
    Salut à tous,
    Une perte de charge est une différence de pression négative (DeltaP négatif).
    On parle de perte de charge, car comme la pression baisse, on "perd" du débit et de la matière (PV=nRT) donc de la charge.
    A plus.
    Non, pas du tout Rien à voir avec le sujet
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  6. #5
    Iforire

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    zoup1,

    Citation Envoyé par chromeIV
    Je ne comprend pas c'est quoi la perte de charge ?
    Je repondais à cette question vu que tu as répondu à celle-ci :

    Citation Envoyé par chromeIV
    Delta P est la différence entre quelles deux pressions ?
    Une perte de charge n'est pas une différence de pression négative, non ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    chrome VI

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Merci beaucoup pour vos réponses .
    Je m'excuse Zoup1 , je n'ai pas compris votre réponse .
    Pouvez vous ,s'il vous plait , répondre de nouveau à ma question d'une façon plus simple ?
    Merci .

  9. #7
    Baygon_Jaune

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Une vision simplifiée de la chose :
    Pour imposer un certain débit, tu pousses à l'entrée, ie tu imposes une certaine pression.
    Dans ton circuit, selon la viscosité du fluide, les coudes, etc. , les frottements à l'interface vont s'opposer au débit. Il en résulte donc qu'à la sortie, ça pousse moins fort qu'à l'entrée : tu observes une différence de pression, et c'est la perte de charge.
    « L'ennemi est bête : il croit que c'est nous l'ennemi alors que c'est lui ! » Desproges

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  11. #8
    chrome VI

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Merci beaucoup .
    Soit une seringue remplie d'un liquide visqueux , si j'excerce une force F sur le piston le liquide va commencer à sortir par l'ouverture de la seringue , la perte de charge dans ce cas sera égale à P2-P1 :
    Avec P1 = F/S : S est la surface de contact entre le piston et le liquide visqueux et P2 est calculé en imaginant un obstacle perpendiculaire au piston de la seringue et qui est très très proche de son ouverture , le liquide visqueux qui sort de cette ouverture heurte cet obstacle avec une force F' : P2 n'est autre que F' / S' avec S' est la surface de contact eau - obstacle . C'est ça ?

  12. #9
    zoup1

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Désolé de pas avoir été plus clair, mais je pense que Baygon_jaune a pallier à cette défaillance.
    Oui, c'est bien ce que tu dis.
    La seule chose c'est que mesurer la pression comme tu le fais à la sortie de la seringue n'est pas la bonne façon de faire. Il vaudrait mieux utilser un tube vertical rempli de liquide pour mesurer la pression à la sortie en utilisant le principe fondamental de l'hydrostatique. Sinon, si on peut appliquer Bernouilli à la sortie, la pression de sortie du tube est donné par la P0+rho.v^2/2 où P0 est la pression atmosphérique, rho est la masse volumique du fluide et v est la vitesse du fluide à la sortie.
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  13. #10
    livre

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Salut,

    La loi de Darcy est une approximation de l'équation de Navier-Stokes (fluide à écoulement laminaire et à viscosité prépondérante ) :
    est la vitesse de filtration dans la direction x ( = débit filtrant dans cette direction / section totale de passage, y compris la section des grains. C'est une loi phénoménologiquement similaire à celle de la loi de la chaleur et les vitesses (flux) de filtrations dérivent d'un potentiel (gradient hydraulique).
    Dans le language des hydrauliciens, la charge est un abus de language et définie une pression divisée par une densité (Cette définition découle de leur utilisation très fréquente de la loi de Bernoulli qui est plus facilement visualisée graphiquement en la divisant par la densité)

    Je crois qu'il y a 2-3 explications en plus de ce côté-ci :
    http://www.physique.ens-cachan.fr/fi...ique/Darcy.pdf

  14. #11
    livre

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Citation Envoyé par livre
    Dans le language des hydrauliciens, la charge est un abus de language et définie une pression divisée par une densité
    ... et par g, l'accélératon de la pesanteur

  15. #12
    protee

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Pour tout savoir sur les pertes de charge (personnellement je préfère les termes pertes de pression et hauteurs motrices), se reporter à la bible des hydrauliciens : memento des pertes de charge Idel'Cik (traduit du russe) ou à Dynamique des fluides réels (Tome 2 de la Mécanique des fluides expérimentale) de Raymond Comolet.
    "Et la mer apportera à chaque Homme des raisons d'espérer, comme le sommeil son cortège de rêves"

  16. #13
    chrome VI

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Merci beaucoup pour vos réponses .
    Imaginons une burette horizontale remplie de sable .
    Si l'eau sort de cette burette sous forme de gouttes (1 goutte chaque 5 secondes) dans ce cas comment trouver la pression P2 à la sortie de la burette ? Est ce qu'on peut appliquer la loi de Darcy dans ce cas ?
    Merci .

  17. #14
    protee

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Je ne comprends pas la manip...
    la burette est horizontale et remplie de sable et d'eau ? l'eau s'égoutte en fait alors.
    "Et la mer apportera à chaque Homme des raisons d'espérer, comme le sommeil son cortège de rêves"

  18. #15
    zoup1

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Citation Envoyé par chrome VI
    Merci beaucoup pour vos réponses .
    Imaginons une burette horizontale remplie de sable .
    Si l'eau sort de cette burette sous forme de gouttes (1 goutte chaque 5 secondes) dans ce cas comment trouver la pression P2 à la sortie de la burette ? Est ce qu'on peut appliquer la loi de Darcy dans ce cas ?
    Merci .
    Si l'écoulement s'effectue au goutte à goutte, alors la pression est à la sortie est quasiment la pression atmosphérique (aux effets de tension de surface près)..
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  19. #16
    chrome VI

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Citation Envoyé par zoup1
    Si l'écoulement s'effectue au goutte à goutte, alors la pression est à la sortie est quasiment la pression atmosphérique (aux effets de tension de surface près)..
    Merci beaucoup pour ta réponse .
    Pourquoi si l'écoulement s'effectue au goutte à goutte, alors la pression à la sortie est à peu près égale à la pression atmosphérique?
    Merci.

  20. #17
    zoup1

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Citation Envoyé par chrome VI
    Merci beaucoup pour ta réponse .
    Pourquoi si l'écoulement s'effectue au goutte à goutte, alors la pression à la sortie est à peu près égale à la pression atmosphérique?
    Merci.
    Parceque l'on est dans une situation quasi-statique. Il n'y a pas de pression dynamique à prendre en compte. En fait la pression à la sortie n'est pas tout à fait la pression atmosphérique car il faut prendre en compte la tension de surface du fluide mais je pense que tu peux négliger cet effet là dans ton problème.
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  21. #18
    Latouffe

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Bonjour,

    Est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer comment c'est possible qu'il n'y est pas la même pression à la sortie et à l'entrée du tube. Si il y a un débit D à l'entrée du tube, alors il y a un débit D'=D à la sortie du tube non ? Ce que je n'arrive pas à imaginer, c'est qu'il y ait deux pressions différentes pour un même débit.
    Quelqu'un pourrait-il m'expliquer ?

    Merci

  22. #19
    Baygon_Jaune

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Imagine une colonne d'eau, approvisionnée par une chute d'eau, et dont le fond donne sur une canalisation, et laisse écouler le même débit que ce qui arrive ; en haut, tu es à la pression atmosphérique. En bas, tu as toute la pression accumulée par la hauteur d'eau. Même débit, pressions différentes.
    « L'ennemi est bête : il croit que c'est nous l'ennemi alors que c'est lui ! » Desproges

  23. #20
    zoup1

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Certes mais même plus que cela, c'est une différence de pression (le gradient de pression) qui met en mouvement (accélère) le liquide. Ce n'est pas la pression en tant que telle qui est importante mais la différence de pression.
    Dans un canal horizontal, si il n'y a pas de différence de pression entre l'entrée et la sortie, il n'y a pas d'écoulement.
    C'est justement ce que traduit la perte de charge dont il était question en début de fil.
    Cette perte de charge est relié aux caractéristique géométriques et aux caractéristique du fluide entre l'entrée et la sortie de ton fluide. Elle relie le débit à la différence de pression. La pression varie continument entre l'entrée et la sortie du tube.
    On peut faire une analogie électrique.
    Ce qui joue le rôle de la pression P, c'est le Potentiel électrique V.
    Ce qui joue le rôle du débit Q, c'est le courant électrique I.
    Ce qui joue le rôle de la perte de charge ∆P, c'est la différence de potentiel U.
    Q=k.∆P en hydraulique et I=U/R en électricité

    En hydraulique, k (je ne sais pas quel nom il porte) est relié à la géométrie et à la viscosité du fluide (par exemple pour un écoulement entre 2 plaques horizontales où b est l'épaisseur qui sépare les plaques et est la viscosité dynamique du fluide (désolé mais c'est le seul cas que ma mémoire retrouve sans que j'ai besoin de regarder dans un livre).

    En électricité R est la résistance électrique et est relié à la géométrie (section du cable, longueur du cable...) et aux matériaux utilisés.

    J'espère que cela éclaire un peu...
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  24. #21
    Latouffe

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Ok, mais en fait pas ok du tout. Je n'arrive toujours pas à comprendre le principe. Je crois que je ne connais pas assez de choses sur la pression pour comprendre.

    En fait le raisonnement que je fais est celui-ci:
    Je pense à un cylindre horizontal dans lequel de l'eau s'écoule.

    A l'entrée du tube, débit D, à la sortie du tube, débit D, cad même "vitesse". Même section S du tube à l'entrée et à la sortie du tube, même densité du liquide (liquides incompressibles(est-ce ici que le bas blesse?)), donc même masse pour un volume S*dx (x comme unité de longueur dans l'axe du tube). Comme Ec=mV², que m et V sont les mêmes, alors ça veut dire que l'énergie cinétique du liquide est la même avant et après, donc que la force de pression P=F/S exercée sur une paroi imaginaire à la sortie du tube va être la même qu'à l'entrée(est-ce ici que le bas blesse).
    Sauf que le problème c'est qu'il y a eu forcément perte d'énergie dans le tube à cause des frottements. Donc je suppose que c'est l'énergie interne Umic qui a diminué, donc le liquide s'est refroidi. Alors est-ce que c'est en fait cette Umic plus petite (en supposant que j'ai compris jusqu'ici) qui va faire que P'<P. Et est-ce que ça va influer sur la force pressant exercée sur mes parois ?

    Si la réponse est oui, alors je crois que c'est plus clair maintenant. Mais vu que je pense que c'est très flou dans ma tête, je vais sûrement devoir revoir ma notion de pression dans le cas des liquides.

    Merci beaucoup et désolé de ne pas comprendre

  25. #22
    zoup1

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    La relation que tu utilise P=F/S pour définir la pression n'est valable qu'en statique. Tu ne peux pas l'utiliser (en tout cas sans prendre de précaution - il faudrait faire ce déplacer la paroi avec l'écoulement) lorsqu'il y a un écoulement.
    L'énegie cinétique par unité de volume est bien constante le long du tube et il y effectivement dissipation d'énergie (cinétique) du fait de la viscosité. Cela conduirait plutot à une augmentation de la température dans le tube, mais en pratique la température reste constante du fait l'environnement extérieur au tube qui sert de thermostat. Par ailleurs, cette dissipation d'énergie cinétique est compensée par le travail des forces de pression qui maintiennent le fluide à vitesse constante (et donc à énergie cinétique constante). Et c'est bel et bien la pression qui diminue le long du tube.
    J'espère que cela précise tes question...
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  26. #23
    Latouffe

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Bonjour,

    Alors en fait ce n'est ni l'énergie cinétique, ni l'énergie interne qui diminue. Alors est-ce qu'on pourrait dire (parce que ça m'aiderait à comprendre), que comme il y a forcément une variation d'énergie quelconque, que la pression correspondrait à une espèce d'énergie cinétique ? Je m'explique (idée de mon frère) : Quand on comprime un gaz, (par exemple dans une seringue) la pression est devenue supérieure à celle du milieu extérieur, et cette différence de pression correspond à une énergie potentielle. Lorsqu'on relâche la compression, il se produit un travail mécanique sur le piston, proportionnel à la différence de pression. Après sur les liquides je sais pas trop comment ça marche.

    Est-ce que c'est abusé de dire les choses comme ça ?

  27. #24
    toinou

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Je vais te répondre en te donnant un autre exemple.

    Tu vois comment est fabriquée un turbo de voiture ? C'est une sorte de cavité avec une hélice à l'intérieur. Imagines-en un plus petit, où tu puisses souffler dedans, pour faire tourner l'hélice.

    Intuitivement, quand tu vas souffler, cela va être difficile, car l'hélice va présenter une résistance au passage de l'air ; comme tu vas souffler comme un malade à l'entrée, la pression sera plus grande que la pression atmosphérique. Par contre, l'air en sortie de l'hélice sera rejettée à pression atmosphérique, tout ça à débit constant : autant d'air en entrée qu'en sortie, c'est logique.

    Ce principe est par exemple utilisé dans les centrales nucléaires : de la vapeur haute pression est envoyée dans de grosses turbines, où elle ressort à plus basse pression ; le vapeur a perdu sa pression, mais en contre partie a cédée de l'énergie mécanique de rotation à la turbine. C'est un principe thermodynamique...

  28. #25
    Latouffe

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Merci, cet exemple me convient bien pour les gaz, mais en fait je crois que je comprends pas mal la pression à propos des gaz (proportionnelle à la "concentration gazeuse" et à la température puisque p=n*r*T/V). Donc là j'imagine bien qu'il puisse y avoir surpression localement, etc tout ça à débit constant. Mais je ne comprends toujours pas quel est le paramètre d'état énergétique du gaz (je sais pas si ça veut dire quelque chose mais j'espère que vous me comprenez) qui est converti en énergie mécanique.
    Et ce que je ne comprends vraiment pas, c'est la pression dans les liquides. Ce qui me gène, c'est que les liquides sont incompressibles donc je ne comprends pas bien à quoi correspond la pression d'un liquide.
    Désolé là si j'ai l'esprit lent comme un escargot, je ne le fais pas exprès mais j'aimerais bien comprendre.

    Merci

  29. #26
    toinou

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Citation Envoyé par Latouffe
    Mais je ne comprends toujours pas quel est le paramètre d'état énergétique du gaz (je sais pas si ça veut dire quelque chose mais j'espère que vous me comprenez) qui est converti en énergie mécanique.
    D'un côté, tu as la haute pression, de l'autre, après la turbine, tu as la pression atmoshérique, donc après que le gaz ait cédé son énérgie à la turbine.
    Si j'ai bien compris ta question, le paramètre énergétique du gaz dont tu parles, est la pression ; avant la turbine, le gaz est fortement comprimé, il a donc envie de se détendre pour perdre son énergie : lors de sa détente, il entraine en rotation la turbine et donc cède son énergie "de pression" en énergie mécanique.

    Citation Envoyé par Latouffe
    Et ce que je ne comprends vraiment pas, c'est la pression dans les liquides. Ce qui me gène, c'est que les liquides sont incompressibles donc je ne comprends pas bien à quoi correspond la pression d'un liquide.
    Et bien je peux te dire mieux ! prend un bloc de métal, et mets un éléphant dessus : tu auras aussi un gradient de pression dans ton bloc, mais dans ce cas, on parle de contrainte (l'éléphant n'est pas obligatoire, il passait dans mon esprit à ce moment là).

    Ce qu'il faut se dire, c'est que la pression ne correspond "pas forcément" à un déplacement : dans un gaz, cette notion te conforte car tu conçois la présence de la pression en sachant que le gaz se dilate ou se comprime... Mais la pression ne se manifèste pas forcément par un déplacement.

    Si tu imagines une colone d'eau de 10 mètres de haut, en nageant à la surface de l'eau, tu n'auras pas trop mal aux oreilles ; par contre descends à 10 mètres, la pression relative sera alors de 1 bar, et la crois moi si tu n'es pas habitué tu auras mal aux oreilles ! Et cette pression à 10 mètres de profondeur agit aussi sur les parois, sans pour autant qu'il y ait déplacement...

    Ne soit pas embarrassé à se poser se genres de questions, cela montre que tu cherches à comprendre les principes physiques jusqu'au bout des choses, et c'est très bien !
    J'espère aussi t'avoir un peu éclairé, mais je ne suis pas sûr, certaines notions ne sont pas toujours faciles à expliquer ; c'est en y pensant et repensant qu'on fini par se faire une idée du sujet...

  30. #27
    Latouffe

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Merci mille fois cher ami ,

    Je crois que je saisis beaucoup mieux le problème maintenant. Oui je crois que j'arrive bien à imaginer ce qu'il se passe maintenant. Je commence à saisir la notion de perte de charge.

    Merci encore, @+

  31. #28
    toinou

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Content d'avoir pu t'aider à comprendre !

  32. #29
    fabrice1

    Wink Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    Citation Envoyé par chrome VI
    Bonjour , lorsqu'un liquide cicule dans une colonne cylindrique on parle de la perte de charge (deltaP) . Cette perte de charge est donnée par la loi de Darcy .
    Je ne comprend pas c'est quoi la perte de charge ?
    Delta P est la différence entre quelles deux pressions ?
    Merci d'avance .
    Salut CHROME VI

    La perte de charge est tout simplement une perte de pression due
    au passage d'un liquide, un fluide, un gaz ...... qui passe dans un tube, d'un point A ( entrée ) vers un point B ( sortie ), c'est une résistance due au frottement du liquide ou autre qui touche les parois du tube ou conduit dans lequel il circule.
    Exp: tu vois un tuyau d'arrosage de jardin qui serait connecté sur un robinet, la pression à la sortie de ce robinet serait par exemple de
    2 bars ( donc à l'entrée du tuyau ), tu ne peux pas récupérer la même pression à la sortie, surtout si ton tube est assez long et un peu plié dans tous les sens. Il existe plusieurs types de perte de charge, sur les longueurs droites, les parties coudées et les obstacles que va rencontrer le fluide, comme une vanne, un robinet, un coude ect......

    Si tu veux en savoir plus, n'hésite pas

    fabrice1 :

  33. #30
    macaflux

    Re : Perte de charge (loi de Darcy) .

    un debit de fluide constant représente un volume de fluide constant se déplacant.
    Pour un meme debit si le conduit se rétrécit, il faut que le fluide accélere pour que le débit reste constant.
    L'energie utilisée pour accelerer le fluide est prise dans la pression.
    Ainsi lorsque l'on accélere un fluide on fait chuter sa pression.C'est le principe du venturi.
    Il existe donc une relation entre la pression et la vitesse du fluide.Cette relation est donnée par la formule de bernouli.
    Pour plus d'infos sur les perte de charge

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