Pertes de charge singulières

Les pertes de charge singulières sont dues aux obstacles qui créent des variations géométriques d’écoulement,  c’est-à-dire toute modification géométrique de la conduite : coudes, tés de bifurcation, évasement ou rétrécissement de section de tube, robinets, vannes.

Calcul des pertes de charge singulières

Z=\zeta \times \frac{v^{2}}{2g}
– Z : mètre de colonne de fluide [m]
– ζ : sans dimension [-]
– v : vitesse de l’eau [m/s]
– g : accélération de la pesanteur [m/s²]

La calculatrice permet de calculer la perte de charge singulière d’un tronçon donné. ζ représente la somme des coefficients de pertes de charge singulières rencontrés sur le tronçon.

Le coefficient de perte de charge (valeurs ζ) d’un obstacle est une grandeur sans dimension, avec laquelle la résistance sur la pression dynamique de l’eau est représentée. Elle donne des renseignements sur la grandeur de la résistance dynamique d’un raccord et est déterminée de manière empirique.
On trouve des tables.

Cas pratique

Schémas

Schéma représentant les pertes de charge singulières

La conduite est composée de plusieurs segments de différents diamètres et de différentes longueurs comportant différents obstacles (raccords en T, en Y, Vannes, réductions de diamètre). Nous allons décomposer la conduite en segments de même diamètre et compter le nombre d’éléments perturbants pour déterminer la perte de charge résultante. L’opération sera répétée pour chaque segment et la somme des résultats sera égale à la perte de charge singulière de l’ensemble de la conduite.

Nous décomposons la conduite en segments de diamètre identique car le calcul des pertes de charge singulières prend en compte la vitesse moyenne de l’eau qui elle même dépend du diamètre de la conduite.

Tableau récapitulatif

Récapitulatif des pertes de charge singulières
Unités Segment A Segment B Segment C
Débit volumique m³/s 0,001 0,001 0,0005
Diamètre du segment (mm) mm 31 24,8 19
Section du segment (mm) mm² 754,39 482,81 283,39
Vitesse moyenne de l’eau (m/s) m/s 1,32 2,071 1,764
∑ des réduction (ζ = 0,5 / unité) 1 x 0,5 1 x 0,5 2 x 0,5
∑des vannes (ζ = 1 / unité) 4 x 1 2 x 1
∑des raccord en T (ζ = 1 / unité) 3 x 1 1 x 1
∑ des raccord en Y (ζ = 0,5 / unité) 1 x 0,5
∑des coefficients ζ 3,5 6 3
Perte de charge par segment m CE 0,31 1,20 0.47
Totale des pertes de charge singulière m CE 1,98 m