Question
En cours de résolution
Je dois faire le calcul de la perte de charge d'un tuyau cuivre 10 m de long et de 18 mm ext. Débit 2,5 m3:h de GAZ. Pouvez-vous m'aider? Comment faire?
1 Réponse
Pour calculer la perte de charge d'un tuyau de cuivre transportant du gaz, vous devez suivre plusieurs étapes et utiliser des formules issues de la mécanique des fluides. Voici une méthode générale :
1. **Déterminer le débit volumétrique en unités SI :** Vous avez déjà le débit, qui est de 2,5 m³/h. Convertissez-le en m³/s en divisant par 3600 (nombre de secondes dans une heure) : Q = 2,5 / 3600 = 0,000694 m³/s.
2. **Calculer la vitesse du gaz dans le tuyau :** La vitesse (v) se calcule en divisant le débit volumétrique (Q) par l'aire de la section transversale (A) du tuyau. Pour un tuyau circulaire, A = π * (d² / 4), où d est le diamètre intérieur du tuyau. Si vous avez le diamètre extérieur (18 mm), vous devez soustraire l'épaisseur de la paroi pour obtenir le diamètre intérieur. Supposons que l'épaisseur de la paroi soit e, alors le diamètre intérieur d est 18 mm - 2e. La vitesse v = Q / A.
3. **Utiliser la formule de la perte de charge linéaire (Darcy-Weisbach) :** ΔP = f * (L/D) * (ρ * v² / 2), où ΔP est la perte de charge, f est le facteur de frottement (qui peut être déterminé à partir du nombre de Reynolds et du diagramme de Moody ou de l'équation de Colebrook si le régime d'écoulement est turbulent), L est la longueur du tuyau, D est le diamètre intérieur du tuyau, ρ est la densité du gaz, et v est la vitesse du flux.
4. **Calculer le nombre de Reynolds (Re) :** Re = (ρ * v * D) / μ, où μ est la viscosité dynamique du gaz. Le régime d'écoulement (laminaire ou turbulent) sera déterminé par la valeur de Re.
5. **Trouver le facteur de frottement (f) :** Si Re < 2000, l'écoulement est laminaire et f = 64 / Re. Si Re > 4000, l'écoulement est turbulent et f doit être trouvé en utilisant l'équation de Colebrook ou le diagramme de Moody.
6. **Calculer la perte de charge :** Une fois que vous avez f, vous pouvez utiliser la formule de Darcy-Weisbach pour trouver la perte de charge ΔP.
Notez que ce processus nécessite des données supplémentaires telles que l'épaisseur de la paroi du tuyau, la densité et la viscosité du gaz. Ces données sont spécifiques au gaz et aux conditions de température et de pression.
Pour les gaz, des considérations supplémentaires peuvent être prises en compte, telles que la compressibilité du gaz, qui peut modifier la densité le long du tuyau et affecter la perte de charge.
Il est également possible d'utiliser des logiciels de simulation de flux de fluides ou des applications de calcul de perte de charge qui peuvent simplifier ces calculs, surtout si les conditions sont complexes ou si vous n'avez pas toutes les données nécessaires à portée de main.
1. **Déterminer le débit volumétrique en unités SI :** Vous avez déjà le débit, qui est de 2,5 m³/h. Convertissez-le en m³/s en divisant par 3600 (nombre de secondes dans une heure) : Q = 2,5 / 3600 = 0,000694 m³/s.
2. **Calculer la vitesse du gaz dans le tuyau :** La vitesse (v) se calcule en divisant le débit volumétrique (Q) par l'aire de la section transversale (A) du tuyau. Pour un tuyau circulaire, A = π * (d² / 4), où d est le diamètre intérieur du tuyau. Si vous avez le diamètre extérieur (18 mm), vous devez soustraire l'épaisseur de la paroi pour obtenir le diamètre intérieur. Supposons que l'épaisseur de la paroi soit e, alors le diamètre intérieur d est 18 mm - 2e. La vitesse v = Q / A.
3. **Utiliser la formule de la perte de charge linéaire (Darcy-Weisbach) :** ΔP = f * (L/D) * (ρ * v² / 2), où ΔP est la perte de charge, f est le facteur de frottement (qui peut être déterminé à partir du nombre de Reynolds et du diagramme de Moody ou de l'équation de Colebrook si le régime d'écoulement est turbulent), L est la longueur du tuyau, D est le diamètre intérieur du tuyau, ρ est la densité du gaz, et v est la vitesse du flux.
4. **Calculer le nombre de Reynolds (Re) :** Re = (ρ * v * D) / μ, où μ est la viscosité dynamique du gaz. Le régime d'écoulement (laminaire ou turbulent) sera déterminé par la valeur de Re.
5. **Trouver le facteur de frottement (f) :** Si Re < 2000, l'écoulement est laminaire et f = 64 / Re. Si Re > 4000, l'écoulement est turbulent et f doit être trouvé en utilisant l'équation de Colebrook ou le diagramme de Moody.
6. **Calculer la perte de charge :** Une fois que vous avez f, vous pouvez utiliser la formule de Darcy-Weisbach pour trouver la perte de charge ΔP.
Notez que ce processus nécessite des données supplémentaires telles que l'épaisseur de la paroi du tuyau, la densité et la viscosité du gaz. Ces données sont spécifiques au gaz et aux conditions de température et de pression.
Pour les gaz, des considérations supplémentaires peuvent être prises en compte, telles que la compressibilité du gaz, qui peut modifier la densité le long du tuyau et affecter la perte de charge.
Il est également possible d'utiliser des logiciels de simulation de flux de fluides ou des applications de calcul de perte de charge qui peuvent simplifier ces calculs, surtout si les conditions sont complexes ou si vous n'avez pas toutes les données nécessaires à portée de main.
Le 05/01/2024
Bonjour,
Si cela peut vous aider, ci-joint une vidéo qui montre comment dimensionner un réseau d'écoulement de fluides et calculer les pertes de charge avec le logiciel FLUIDFLOW.
FLUIDFLOW vous permet de dimensionner un réseau dans sa globalité et de calculer les pertes de charge.
➡ Vidéo sous-titrée en français : Comment bien dimensionner une pompe, des tuyauteries et minimiser la perte de charge ?
➡ Essai gratuit pendant 14 jours
Cordialement
L'équipe CASPEO
Domaine(s) concerné(s) :
Informations :
Postée le : vendredi 15 décembre 2023
je dois faire le calcul de la perte de charge d'un tuyau cuivre 10 m de long et de 18 mm ext. Débit 2,5 m3:h de GAZ. Pouvez-vous m'aider?
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