Calcul pression dynamique (hydraulique)

[pl.lamballais]

Bonjour,
La question a déjà été posée mais sans réelle réponse. Je m'aventure donc... Je dois vérifier l'état de poteaux incendies, mais nous manquons d'équipement . En terme de mesure, pour le débit c'est assez facile: on chronomètre le temps de remplissage d'un récipient dont on connait le volume. Mais nous devons connaître aussi la pression dynamique. La raison est simple: la pompe d'un engin incendie doit recevoir l'eau avec une pression minima puis elle "compresse" (mot incorrect, mais bon) cette eau pour la renvoyer plus loin. La pression dynamique au poteau est donc une donnée importante car elle permet de savoir jusqu'à quelle distance on peut mettre l'engin incendie (entre autre).

Après recherche, on trouve 2 équipements pour mesurer la pression dynamique: le tube de Pitot qui semble plutôt utilisé dans les mesures de gaz (avion) et un système avec une sorte d'hélice.

Une recherches sur les formules, me permet de trouve: p = 1/2. Rho. V carré ou Rho est la masse volumique en Kg/m3 donc 1000 dans le cas de l'eau, et où V est la vitesse du fluide en m/s.

Puisque je peux mesurer le diamètre de ma canalisation et que je connais le débit, j'ai donc (en théorie) tout en main. Sauf que le résultat est "bizarre"...
Voila mon calcul:
- Tubulation de 63mm de diamètre, donc 6,3cm.
Section de la tubulation = PI.R carré = PI. 3,15 carré = PI. 9,9225 = 31,17 cm2

- Débit de 800 litres par minutes = 800/60 = 13,333 litres par seconde

- 1 litre = 1000 cm3 donc 13,333 litres = 13333 cm3

- "longueur" d'eau émise en 1 seconde = 13333/31,17 = 427,75 cm. Soit une vitesse d'écoulement de 4,27m/s
Jusque là, ça semble bien coller avec la réalité.

La pression dynamique est donc de:
p = 1/2.Rho.V2 = 1/2.1000.(4,27 au carré) = 500.18,2329 = 9116 Pascals. Sachant que 1 bar = 100.000 Pa, cela me donne 0,091 bar.

Je sais qu'avec un débit de seulement 800 litres par minutes, j'ai un poteau qui "donne pas beaucoup", mais la pression dynamique minimal normative est de 1 bar.... Et là, j'ai... moins que la pression atmosphérique...

Plusieurs hypothéses:
- y'a une erreur dans le calcul
- y'a une erreur dans la formule (là, je vois pas trop...)
- il manque une constante. Par exemple est ce que le calcul ne donnerait pas "par hasard" la pression sans la pression atmosphérique? Ce qui voudrait dire que, dans cet exemple, je devrais, pour avoir la pression "normalisé", ajouter la pression atmosphérique?? La pression dynamique à mon poteau serait donc de 1,091 bar?

D'avance merci pour les réponses.
Amitiés
PL
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[djodjo44]

Bonsoir,
J'avais prévue une réponse mais j'ai mis trop longtemps à l'exprimer alors le système me l'a scratcher.
Il est étonnant que dans la formule de pression il n'y ait pas une référence à l'accélération de la pesanteur pour passer de la masse volumique en kilogramme au Pascal.

Par ailleurs avec la formule de Toricelli, j'arrive à 0,929m de hauteur de liquide.

[pl.lamballais]

Bonsoir,
J'avais prévue une réponse mais j'ai mis trop longtemps à l'exprimer alors le système me l'a scratcher.
Il est étonnant que dans la formule de pression il n'y ait pas une référence à l'accélération de la pesanteur pour passer de la masse volumique en kilogramme au Pascal.

Par ailleurs avec la formule de Toricelli, j'arrive à 0,929m de hauteur de liquide.

La formule de pression vient d'ici:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Pression_dynamique

Je viens de trouver une info:
"la pression dynamique est égale à la pression statique du fluide, augmentée du terme d'énergie cinétique ½ρv2."
(dixit. http://www.azprocede.fr/ex_hydraulique.html )

Sauf que, pas de chance: si on considère que la pression statique c'est celle que je mesure en fermant le tuyau et en mettant un manomètre, et que je considère l'info ci-dessus comme juste, alors en toute logique, la pression dynamique devrait toujours être plus grande que la pression statique. Mais pas de chance, c'est l'inverse...
Je vais reprendre un Aspro, dans l'attente de réponses.

Amitiés
PL

[pl.lamballais]

Bon comme dirait Béru, ça se corse (chef lieu Ajacio)...
Je cherche et je tombe sur un document Américain qui explique comment calculer le débit des poteaux à partir de la pression dynamique, mesurée avec un tube de Pitot.
Le formule est:
Q (en litre par minute) = 0,0666 x C x D2 x racine carrée de P
Avec C = constante qui dépend du jet de la lance donc au poteau = 1 (jet plein)
D = diamètre de la canalisation en mm
P = pression dynamique eu tube de Pitot

Si j'applique mes données (800 lpm, 63mm de diamètre de canalisation), j’obtiens:
800 = 0,0666 x 1 x (63x63) x racine carrée de P
Et je retrouve exactement la valeur de mon premier message, à savoir une pression dynamique de 0,09 bar...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Zorg87]

Bonjour,
En recherchant les caractéristiques que doivent respecter les poteaux incendit il semble que ce soit la pression résuduelle qui doit importante et la capacité en réserve.
C'est peut être plus simple.
Attention pour la pression dynamique la distance entre ton point de mesure et la sorti de du poteau est très importante. cf. doc http://www.cnfpt-auvergne.fr/applica...ique/hydp8.htm

Pour la bouche à incendit la force dynamique est la force de jet => paramètre cinétique de la formule de bernouilli.

Bon courage

[pl.lamballais]

Merci pour ta réponse. En fait j'ai trouvé. La mesure réalisée aux USA se fait en prenant en compte la pression dynamique, sans s'occuper du débit. Donc, à partir du diamètre et de cette pression, ils calculent le débit dont ils peuvent disposer (à l'aide de la formule précédemment citée).

Le système de mesure Français est en effet très différent: on mesure à la fois la pression dynamique et le débit. Pour cela on diminue (avec une vanne) la section de sortie, pour augmenter la pression dynamique jusqu'à avoir 1 bar. A cette pression, on mesure le débit qui doit être d'au moins 60m3/Heure. Si on arrive à ce débit, avec cette pression de 1 bar, le poteau est considéré comme bon.
Donc en fait, le calcul avec la formule n'est simplement pas applicable avec la mesure "à la Française" puisqu'on ne connait pas le diamètre, celui-ci étant modifié pour atteindre la pression de 1 bar.

Amitiés
PL