Pertes de charges
Une perte de charge est l'énergie dissipée par le fluide à mesure qu'il s'écoule le long d'un conduit ou qu'il rencontre un obstacle. Comme l'équation de Bernoulli concerne des fluides incompressibles, et que nous avons retiré le volume de son expression, cette perte d'énergie se manifeste par une perte de pression ΔP. On doit distinguer deux types de pertes de charge: linéaire et singulière.
Les pertes de charges linéaires - dans un conduit droit et de diamètre constant - sont calculées à l'aide du nombre de Reynolds. On utilise un facteur Λ qui dépend du nombre de Reynolds.
Une perte de charge linéaire est donnée par la formule suivante:
\Delta P = \Lambda \frac{L}{D_h}\frac{\rho v^2}{2}
En régime laminaire:
\Lambda = \frac{64}{Re}
En régime turbulent:
\Lambda = 0,3164 Re^{-0,25}
On distingue:
- la longueur du conduit L
- le diamètre hydraulique Dh (voir ci-dessous)
- la masse volumique du fluide ρ
- la vitesse du fluide v
Les pertes de charges singulières se produisent lorsque le fluide rencontre un obstacle ou un changement de débit ou de direction plus ou moins brutal. Elles dépendent du type d'obstacle mais, au contraire des pertes de charge linéaires, elles ne dépendent pas directement du nombre de Reynolds mais d'une constante empirique K associée au type d'obstacle.
\Delta P = K \frac{\rho v^2}{2}
Cette constante K est appelée module de perte de charge. Par exemple, le module pour une section à angle droit est égal à 0,5; celui d'un compteur rotatif est égal à 10.
