Coup de bélier

[invitecb126b05]

Bonjour,

Je m'intéresse actuellement au phénomène de coup de bélier et j'aurais quelques questions. J'ai pu étudier le principe physique avec ces deux cours que je vous conseil pour ceux qui cherchent également des informations dessus ^^ :

http://engees.unistra.fr/site/filead..._MEPA_2010.pdf (à partir de la page 68)

http://www.hach.ulg.ac.be/cms/system...er%2009-10.pdf

Mon problème et le suivant, soit une conduite horizontale de diamètre 150mm. On a d'abord un premier tronçon d'environ 700m, un coude à 90° puis une autre conduite de 700m. Le circuit est mis en pression à 4 bars en eau. Une vanne fermée est à une extrémité et une pompe à l'autre. La pompe étant à l'arrêt au début, elle peut débiter 700m^3/h pour une pression de 12 bars.
Ainsi, en théorie, mon circuit passe d'un coup de 4 à 12 bars. Mais j'aimerais quantifier la pression créée par le coup de bélier en aval sur la vanne. Je pense qu'il faut en plus étudier le cycle de démarrage de la pompe pour savoir en combien de temps elle atteint sa pression max mais j'ai un doute là dessus. En faisant, un brève calcul, je trouve :
P = P1 + rho*c*Q/S = 162 bars
avec
P1 la pression de la pompe (12bars)
rho la masse volumique de l'eau (1000kg/m^3)
c la célérité du son dans l'eau (1400m/s)
Q le débit de la pompe (0.19277m^3/s)
S la section de la tuyauterie

Mais cela me parait énorme.
J'aimerais avoir votre opinion sur comment affiner ce résultat (ajouter des pertes de charge par exemple, etc) et comment mon coude et ma longueur de tuyauterie peuvent affecter ce phénomène.

Merci d'avance.
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[LPFR]

Bonjour.
Déjà, le "coup de bélier" est, pour moi, le résultat de fermer rapidement une vanne dans une canalisation ou circule l'eau. Pour arrêter l'eau qui circule, il faut créer une surpression qui est précisément le "coup de bélier".
Mettre en route une pompe, ne crée pas un coup de bélier. Et le débit ne peut pas passer de zéro à une valeur élevée, car précisément il faut mettre en mouvement l'eau dans la canalisation. Et une pompe, ne peut pas non plus créer une pression énorme. Uniquement celle pour laquelle elle a été fabriquée.

Je ne sais pas d'où sort votre formule ni quelle situation elle décrit.
Au revoir.

[invitecb126b05]

Cette formule est déduite à la page 78 du premier lien que j'ai posté.
Et en effet, à la base, le coup de bélier est décrit pour le cas d'une vanne fermé rapidement dans un circuit. Mais, dans mon cas, j'ai pris le modèle équivalent à la fermeture d'une vanne, car le cas que je décris s'est réellement passé. En fait, je pense que dans mon circuit, une "petite" partie de tronçon (quelques mètres) n'était pas totalement remplie car lors de l'activation de la pompe, cette dite vanne a lâchée (alors qu'elle était calculé pour résister à une pression de 16 bars). Et donc, la partie du tronçon qui n'était pas totalement remplie a suffit à mouvoir l'eau de manière à obtenir une vitesse avant d'arriver sur cette vanne. Mais sachant que mon circuit était déjà en pression à 4 bars cela me fait douter.

[LPFR]

Bonjour.
Votre explication ne me satisfait pas. Si une partie de la tuyauterie n'était pas remplie d'eau, l'air aurait servi "d'adoucisseur" (de ressort) et la pression aurait monté "doucement", et surement pas aussi loin.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitecb126b05]

Je vous comprend car j'ai aussi ce même doute quand même sur ce scénario. Mais j'avoue avoir du mal au final à comprendre la raison de cette rupture de vanne si ce n'est par un coup de bélier pouvant amener une pression suffisante pour la casse.

[LPFR]

Re.
Une possibilité pourrait être que la vanne était presque fermée, mais laissait passer l'air de la canalisation poussé par l'eau mise en mouvement par la pompe. Quand la poche d'air s'est vidée complètement (si cela était possible), la vanne a reçu l'eau à grande vitesse et ne pouvait assurer le débit qu'avec une forte pression.
Nous avons tous déjà constaté ces coups de bélier après une coupure d'eau, quand on ouvre les robinets pour purger la canalisation.
A+

[invitecb126b05]

C'est vrai que la garantie d'étanchéité à 100% n'est jamais assurée.
Je voulais pouvoir calculer la pression "créée" par ce phénomène sur ma vanne pour pouvoir la dimensionnée par la suite mais dans ce cas ce serai compliqué car il faudrait donc pouvoir estimer la vitesse d'arrivée du fluide en prenant en compte le "débit" de la fuite d'air, mais çà pas moyen de le savoir.
Merci pour tes réponses en tout cas

[Jaunin]

Bonjour, Solze,
Je vous transmet un lien, en espèrent qu'il puisse vous être utile.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.maplesoft.com/application...spx?SID=129503

[invitecb126b05]

Je vous remercie je vais y jeter un oeil

[invitecb126b05]

Dans la catégorie "changement de sujet " je viens de penser à une chose sur laquelle j'ai un doute.
Soit un circuit d'une longueur L, alimenté par une pompe et débouchant à l'air libre. La pompe est censée tourner à 1500tr/min. J'ai les courbes (pression, débit, rendement, NPSH...) pour cette vitesse de rotation.
En connaissant l'indice de rugosité de la conduite et "armé" d'un diagramme de Moody.
Comment puis-je en déduire la pression et le débit à la fin de ma conduite avec la courbe de la pression en fonction du débit de la pompe?
Ce qui me "bloque" c'est de me dire que la perte de charge dans mon circuit dépendra de la vitesse de mon fluide et donc du Reynolds de l'écoulement.

[invitecb126b05]

Je pense avoir trouver mais je ne suis pas sûre. Il faut que je trace la courbe de perte de charge de ma tuyauterie en fonction du débit sur le même graphique que ma courbe de fonctionnement de pompe et l'intersection me donnera le point de fonctionnement réelle?