Pression dans un tuyau
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Pression dans un tuyau



  1. #1
    jinnoRub

    Pression dans un tuyau


    ------

    Bonjour, j'ai deux tuyau reliés avec au milieu une jonction de plus petit/gros diamètre. Si j'envoie admettons de l'air d'un côté à un débit constant, la pression dans le second tuyau sera elle plus importante si la jonction a un faible ou gros diamètre ? Dans cette configuration si un tuyau a un plus gros diamètre que l'autre est-ce que cela a un impact sur la pression ? Merci d'avance.

    -----

  2. #2
    ElliotQ

    Re : Pression dans un tuyau

    La pression c'est la force par un unité de surface : P=F/S
    Un plus petit tuyau signifie une plus petite surface, donc un pression plus élevée. Et inversement pour un plus gros tuyau

  3. #3
    Sethy

    Re : Pression dans un tuyau

    Citation Envoyé par ElliotQ Voir le message
    La pression c'est la force par un unité de surface : P=F/S
    Un plus petit tuyau signifie une plus petite surface, donc un pression plus élevée. Et inversement pour un plus gros tuyau
    Les choses ne sont pas si simples. Il faut aussi tenir compte d'autres effets, comme Bernouilli par exemple. Dans certains cas, une accélération des molécules d'air entraîne un abaissement de la pression par le simple principe de la conservation de l'énergie.
    Tout est toujours plus complexe qu'on (que je) ne le pense de prime abord.

  4. #4
    jinnoRub

    Re : Pression dans un tuyau

    D'accord merci donc si je m'intéresse à la pression dans le second tuyau seul le diamètre de la jonction compte. Si elle est petite l'air aura plus de vitesse mais est ce que ça veut dire que le tuyau subira plus de pression ? merci d'avance.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    soliris

    Re : Pression dans un tuyau

    Citation Envoyé par jinnoRub Voir le message
    D'accord merci donc si je m'intéresse à la pression dans le second tuyau seul le diamètre de la jonction compte. Si elle est petite l'air aura plus de vitesse mais est ce que ça veut dire que le tuyau subira plus de pression ? merci d'avance.
    Très intéressante question. D'après ce que j'ai pu apprendre ici, sur ce sujet.. Je n'ai rien compris !

    Il faut savoir, d'après une conversation entre plombier-chauffagistes sur le web, que lorsqu'ils doublent la vitesse de l'eau dans un tuyau, ils doublent la pression.. Oui mais à quel niveau ? Certainement en bout de course, pour pouvoir allumer un chauffe-eau qui marche selon la pression sur sa section au bout du tuyau. Cela, c'est une chose.

    Mais à l'inverse, dans ces mêmes tuyaux, il semble que LATERALEMENT la pression diminue.. Et c'est l'effet "vapo", ou vaporisateur, qui fonctionne en faisant passer de l'air à grande vitesse perpendiculairement au tube qui aspire le parfum. Car le tuyau aspirant est fixé latéralement à celui qui véhicule l'air pulsé accélérant à grande vitesse.

    Cela semble facile à imaginer, mais

    1. Est-ce que j'ai raison ?
    2. Dans Bernoulli, il n'y a pas de différence entre la pression cinétique v²/2 en bout de course d'un tuyau, et la pression latérale, au passage, le long de la course de ce même fluide.
    3. Pourtant, cela devrait être facile à résoudre, selon la loi de la conservation de l'énergie, non ?

    Mais où est passée la 7 ième compagnie ?

  7. #6
    Sethy

    Re : Pression dans un tuyau

    Il y a eu une catastrophe en Belgique suite à un problème de tuyauterie de gaz.

    Au départ, un engin de chantier creuse un trou et abîme un gazoduc. Le tuyau n'est pas percé, mais une bonne partie du métal est raclé par la pelle.

    Par la suite et pendant plusieurs semaines, le gaz sous pression continue à y circuler sans problème jusqu'au jour où l'opérateur met le système en arrêt.

    La vitesse du gaz diminue ... sa pression augmente par effet Bernouilli et le tuyau cède provoquant une catastrophe.

    Wiki (qui malheureusement n'explique pas le problème en détail) : https://fr.wikipedia.org/wiki/Explos...e_Ghislenghien
    Tout est toujours plus complexe qu'on (que je) ne le pense de prime abord.

  8. #7
    soliris

    Re : Pression dans un tuyau

    Citation Envoyé par Sethy Voir le message
    Il y a eu une catastrophe en Belgique suite à un problème de tuyauterie de gaz.
    Au départ, un engin de chantier creuse un trou et abîme un gazoduc. Le tuyau n'est pas percé, mais une bonne partie du métal est raclé par la pelle.
    Par la suite et pendant plusieurs semaines, le gaz sous pression continue à y circuler sans problème jusqu'au jour où l'opérateur met le système en arrêt.
    La vitesse du gaz diminue ... sa pression augmente par effet Bernouilli et le tuyau cède provoquant une catastrophe.
    Avant toute chose, j'aimerais dire aux gens du forum: ne vous arrêtez pas pour regarder un incendie.. Ceux qui l'ont fait sur le bord de l'autoroute (Paris-Bruxelles) se sont enflammés sur place, ainsi que leur voiture, pourtant à 300 mètres du lieu du brasier.

    Ghislenghien flammes.jpg

    Très belle application de Bernoulli aux événements de Ghislenghien. J'avoue que je n'y aurais pas pensé.. Avec 80 bars de pression, les constructeurs du gazoduc avaient tout de même fait "fort".
    Cette analyse confirme-t-elle qu'il faut appliquer Bernoulli dans 2 cas de temps et d'espace ? .. au niveau temps: suivant que la pression P est appliquée à un fluide statique (1/2 v² pour v = 0) ou en mouvement; et s'il est en mouvement, au niveau espace, il faut s'intéresser à la pression latérale sur le conduit, ou à la pression frontale, en bout de course.

    bernoulli.gif
    Dernière modification par soliris ; 23/11/2019 à 14h28. Motif: Ajout d'un fichier image

  9. #8
    RomVi

    Re : Pression dans un tuyau

    Citation Envoyé par jinnoRub Voir le message
    Bonjour, j'ai deux tuyau reliés avec au milieu une jonction de plus petit/gros diamètre. Si j'envoie admettons de l'air d'un côté à un débit constant, la pression dans le second tuyau sera elle plus importante si la jonction a un faible ou gros diamètre ? Dans cette configuration si un tuyau a un plus gros diamètre que l'autre est-ce que cela a un impact sur la pression ? Merci d'avance.
    Bonjour

    Il est impossible de répondre à cette question sans un schéma détaillé.

  10. #9
    soliris

    Re : Pression dans un tuyau

    Citation Envoyé par RomVi Voir le message
    Bonjour

    Il est impossible de répondre à cette question sans un schéma détaillé.
    Si l'on se fie à Bernoulli, à la base nous avons, sans la gravité rho.g.z: PA + 1/2 vA² = PB + 1/2 vB² ; donc pour calculer PB (admettons que ce soit le gros tuyau B qui suit le petit tuyau A), on fait PA + 1/2 vA² - 1/2 vB² = PB .. pour vA = vitesse dans le petit tuyau et vB = vitesse du fluide dans le gros tuyau
    Dernière modification par soliris ; 23/11/2019 à 14h51.

  11. #10
    RomVi

    Re : Pression dans un tuyau

    Malheureusement ce n'est pas si simple, sans quoi il suffirait d'avoir suivi un cours d'une heure de mécanique des fluides pour devenir un spécialiste dans le domaine.

  12. #11
    Sethy

    Re : Pression dans un tuyau

    Attention quand même à respecter les grandeurs. On ne peut pas additionner une pression à une vitesse au carré.
    Tout est toujours plus complexe qu'on (que je) ne le pense de prime abord.

  13. #12
    le_STI

    Re : Pression dans un tuyau

    Citation Envoyé par jinnoRub Voir le message
    D'accord merci donc si je m'intéresse à la pression dans le second tuyau seul le diamètre de la jonction compte. Si elle est petite l'air aura plus de vitesse mais est ce que ça veut dire que le tuyau subira plus de pression ? merci d'avance.
    Salut.

    A priori, et sous réserve d'obtenir un schéma du montage, la pression statique (qui peut être vue comme la pression qui agira sur la paroie intérieure du tube) sera plus faible dans le second tuyau (d'autant plus que la jonction aura également fait perdre de l'énergie = pertes de charge).
    Ces informations vous sont fournies sous réserve de vérification :)

  14. #13
    Black Jack 2

    Re : Pression dans un tuyau

    Bonjour,

    Attention de ne pas utiliser l'équation de Bernoulli pour les fluides incompressibles ... pour le transport d'un gaz.

    Il faut utiliser l'équation de Bernoulli étendue pour les fluides compressibles, soit :



    Avec la masse volumique du fluide ... qui bien entendu varie avec P et T.

    Sauf erreur, on a avec M la masse molaire du fluide, R la constante des gaz parfaits et T la température (en K).

    Pas question alors d'ignorer les variations de température du fluide subies dans son parcours dans les différents tuyaux.

  15. #14
    le_STI

    Re : Pression dans un tuyau

    Si je ne m'abuse, pour des vitesses très inférieure à la vitesse du son, la formule "standard" s'applique également aux fluides compressibles.
    Ces informations vous sont fournies sous réserve de vérification :)

  16. #15
    Black Jack 2

    Re : Pression dans un tuyau

    Soit, il n'empêche que dans la formule "standard", le terme P/Rho est également présent. (v²/2 + g.z + P/Rho = constante)

    Et pour un gaz, Rho dépend de P contrairement au fluide incompressible. Non ?

  17. #16
    le_STI

    Re : Pression dans un tuyau

    Je suis d'accord avec toi mais je sais simplement que, pour des vitesses très inférieur au Mach, la formule adaptée aux fluides incompressibles peut être utilisée.

    La justification de cette assertion doit se trouver quelque part sur le net...
    Ces informations vous sont fournies sous réserve de vérification :)

  18. #17
    obi76

    Re : Pression dans un tuyau

    Citation Envoyé par le_STI Voir le message
    Je suis d'accord avec toi mais je sais simplement que, pour des vitesses très inférieur au Mach, la formule adaptée aux fluides incompressibles peut être utilisée.
    Question intéressante.

    Ca dépend. Si le gaz est isotherme et les fluctuations de pression faibles, oui, ça peut. La raison est simple : supposer un fluide incompressible, revient à supposer une vitesse du son infinie, donc un équilibre acoustique instantané.

    Sauf que quand vous faites un coup de bélier (c'est à dire fermer soudainement un conduit dans lequel est un fluide en mouvement), alors l'onde de pression ne peut pas être analysé, simulée ou expliqué avec une telle approche. Même pour les liquides on est obligé de le supposer compressible pour expliquer ce qu'il va se passer : un coup de bélier, c'est une propagation d'une onde de pression.

    Des cas comme celui-ci ne peuvent malheureusement se faire qu'en compressible. Si vous le faites en incompressible, la seule chose que je vous dirai : c'est "je ferme la vanne d'un coté, donc le fluide est instantanément à l'arrêt". Vous n'expliquez pas le transitoire (== coup de bélier). Et c'est bien le transitoire en question qui en général fait péter des conduites.

    Après il y a des approches un peu mixtes : incompressibles mais dilatables (il y a même un cas particulier d'incompressible isotherme à masse volumique variable, pour dire...). Enfin c'est plus pour la simulation, c'est une autre histoire.
    Dernière modification par obi76 ; 28/11/2019 à 15h03.
    \o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/

  19. #18
    soliris

    Re : Pression dans un tuyau

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    ... Un coup de bélier, c'est une propagation d'une onde de pression.

    Des cas comme celui-ci ne peuvent malheureusement se faire qu'en compressible. Si vous le faites en incompressible, la seule chose que je vous dirai : c'est "je ferme la vanne d'un coté, donc le fluide est instantanément à l'arrêt". Vous n'expliquez pas le transitoire (== coup de bélier). Et c'est bien le transitoire en question qui en général fait péter des conduites.
    Parfois, je me demande s'il ne faut pas envisager toute l'impulsion qui "anime" la masse du liquide, depuis "loin en arrière" de la vanne qui ferme brusquement la conduite..
    La quantité de mouvement associée à toute la masse d'un fluide ne disparait pas comme par enchantement. Non ?

    Je cherche à prouver que, dans une tempête par exemple, si une locomotive se met à tournoyer dans les airs, ce n'est pas seulement dû à la pression du gaz (de l'air) contre la loco, mais bien à cause de l'immensité du fluide à l'arrière qui pousse EN MEME TEMPS ! Ces 3 derniers mots ont une énorme valeur, pour moi.

  20. #19
    obi76

    Re : Pression dans un tuyau

    Une pression due au mouvement du fluide, c'est la même chose (cf Bernouilli). Une tempête qui fait envoler une locomotive peut très bien être expliqué avec un fluide incompressible.

    Un coup de bélier, ce n'est pas la même chose, et ça ne peut pas être expliqué avec une hypothèse d'incompressibilité. Localement cette surpression vient de la compression du fluide, pas (que) de sa vitesse.

    Ce n'est pas parce qu'il y a une vitesse fluide et une pression que nécessairement les liens sont les mêmes.
    Dernière modification par obi76 ; 28/11/2019 à 16h13.
    \o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/

  21. #20
    trebor

    Re : Pression dans un tuyau

    Bonsoir à tous,

    Pour ceux que Bernoulli intéresse.
    Une petite vidéo de 13 minutes bien expliquée avec quelques formules
    https://www.youtube.com/watch?v=E32YHDTDy-4

    Ici poiseuille en 8 minutes
    https://www.youtube.com/watch?v=P05yYbnApFc

    Équation de Navier-Stokes
    https://www.youtube.com/watch?v=v4zPW40vhHI
    Dernière modification par trebor ; 28/11/2019 à 19h13.
    Faire tout pour la paix afin que demain soit meilleur pour tous

  22. #21
    Black Jack 2

    Re : Pression dans un tuyau

    Bonjour,

    Un petit coup d'oeil sur la vidéo Bernoulli ...
    Bien fait, mais concerne les fluides incompressibles ... qui fait que le Rho (masse volumique du fluide) est constant.
    Ce qui n'est pas vrai pour les gaz.

    La formule pour des fluides incompressibles reste valable pour les compressibles tant que les vitesses sont faibles ... à ceci près que le rho dépendant de la pression et de la température oblige un raisonnement un peu plus compliqué pour les fluides gazeux.

  23. #22
    gts2

    Re : Pression dans un tuyau

    Citation Envoyé par Black Jack 2 Voir le message
    La formule pour des fluides incompressibles reste valable pour les compressibles tant que les vitesses sont faibles ... à ceci près que le rho dépendant de la pression et de la température oblige un raisonnement un peu plus compliqué pour les fluides gazeux.
    Oui mais justement, c'est parce qu'aux faibles vitesses, on peut négliger la variation de la masse volumique, donc rho est constant, un peu plus approximativement que pour les liquides certes.

    Autrement dit, soit on considère que rho est à peu près constant, alors Bernoulli, soit on considère que rho varie et dans ce cas Bernoulli ne s'applique pas.

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