Relation perte de charge et débit

[nono3448]

Bonjour,

je vous explique mon problème, je suis en train d'étudier le réseau de ventilation naturelle d'une résidence (donc de l'air). J'ai un tuyau linéaire de 6m de long. Je dois évaluer le diamètre des tuyaux selon le débit et les pertes de charges. Je sais calculer les pertes de charges selon les situations, mais je n'arrive pas à le relier à la variation de débit, car pour moi, si il y a une perte de charge (donc variation de pression entre l'entrée et la sortie du tuyau), on a aussi une variation de débit dans la réalité. Cependant, si le débit ne varie, sur quoi agit les pertes de charges?

Merci par avance pour vos réponses.
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[kalish]

on peut avoir conservation du débit en ayant des diamètres différents en entrée et en sortie, il y a aussi le fait que le fluide peut être comprimé mais SURTOUT, il y a les hélices et autre turbines qui peuvent absorber l'énergie du fluide ou en restituer selon qu'ils sont générateurs ou moteurs. Je doute que votre ventilation fonctionne toute seule.

[nono3448]

Merci pour votre conseil Kalish. Je travaille pour un architecte et je lui ferai part de vos suggestions. Mais pour en revenir à mon problème, si vous pouviez me dire comment déterminer le débit sortant d'un tuyau de diamètre fixe, en connaissant la perte de charge, le débit entrant et éventuellement la vitesse du gaz?

[arrial]

si il y a une perte de charge (donc variation de pression entre l'entrée et la sortie du tuyau), on a aussi une variation de débit dans la réalité.

… si le débit MASSIQUE ne se conserve pas, c'est que tu as une fuite …

[A voir en vidéo sur Futura]

[kalish]

Je pense qu'en gros, il faut faire pour avoir la "puissance du fluide", donc si on a une différence de pression, la puissance qui vient des hélice doit valoir en première approximation (cad sans perte par échauffement type frottement)

[nono3448]

D'accord, je commence à comprendre. Donc la perte de charge correspond à une transformation d'énergie mécanique en énergie thermique. Mais je n'arrive toujours pas à comprendre concrètement, sur quoi agit les pertes de charges sur notre canalisation, que ce passerait-il si les pertes de charges sont trop importantes?

ps: désolé pour ces questions, mais je suis débutant dans le domaine, j'ai une formation de chimiste à l'origine

[arrial]

Salut,

Les normes imposent que les débits d'air soit assez faibles, pour des raisons acoustiques, ce qui fait que l'équation de Bernoulli généralisée peut s'y appliquer.
Les pertes de charge sont donc des pertes de pression le long de l'écoulement dues à la viscosité de l'air, sur les parois des canalisations et sur les singularités.
M'étonne que tu n'aies pas vu ça en cours …

p1 + ρ.g.z1 + ρ.V1²/2 = p2 + ρ.g.z2 + ρ.V2²/2 + ΔP ← équation de Bernoulli généralisée
V1.S1 = Qv = V2.S2 ← équation de conservation du débit.

< même un chimiste, il me semble, paut se douter que si le débit varie, c'est qu'il y a perte ou gain de fluide … >

♦ pour de l'air, le terme en z est négligeable :
> p1 + ρ.V1²/2 = p2 + ρ.V2²/2 + ΔP
♦ et si les sections totales en entrée et sorties sont les mêmes,
> ΔP = p1 - p2
La perte de charge est donc la pression supplémentaire à fournir par le ventilateur, à l'air dans la conduite, à cause des frottements dans la conduite.

En terme de puissance, cela ce traduit donc également par une variation de puissance.
P = Qv.ΔP
* * * P [W]
* * * Qv [m³/s]
* * * ΔP [Pa]
mais ce n'est pas comme ça qu'on fait dans la pratique : on utilise les courbes des constructeurs de ventilateur.
Et on ne mesure pas le ΔP une fois l'installation faite, mais on le calcule avec des abaques en fonctions des débits nécessaires, avant de dimensionner l'installation.

@+



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Nota : on calcule de fait un coefficient de perte de charge, disons K, tel que
> ΔP = K.Qv²
et K résultant des caractéristiques physiques de la conduite,
ce qui doit répondre plus précisément à ta question … ;o)

[nono3448]

Merci Arrial pour ta réponse. Tu m'as permis de mieux comprendre le concept de perte de charge. Je peux faire maintenant mon étude .