Pertes de charges régulières
Fondamental :
Les pertes de charges régulières sont générées par le frottement du fluide sur la paroi interne de la conduite. On les appellent également pertes de charges linéaires ou systématiques. La valeur de ces pertes dépend donc des paramètres de conduites : longueur L,diamètre D,vitesse moyenne de fluide V. Ces pertes de charge ΔP, sont proportionnelles à l'énergie cinétique du fluide (équation de Darcy-Weisbach) :
Le coefficient de perte de charge linéaire λ, dépend :
du tube (rugosité),
du fluide (viscosité),
de la vitesse du fluide.
Le passage du régime laminaire au régime turbulent ne se fait pas pour une vitesse particulière. Il existe un domaine où des variations de vitesse irrégulières prennent naissance : c'est un régime incertain (ou de transition). Pour dimensionner des conduites en hydraulique industrielle, on distinguera 3 types d'écoulements que l'on distingue en fonction du nombre de Reynolds, grandeur sans dimension : Re = V.D/ν. De la valeur du nombre de Reynolds, dépend le calcul du coefficient λ.[LAL01]. Pour les nombre de Reynolds compris entre 1200 et 2500, le type d'écoulement est incertain. On considérera donc l'écoulement comme étant turbulent à partir de Re = 1200. Cela entraîne une valeur de perte de charge calculée sensiblement supérieure à la réalité qui va dans le sens de la sécurité.
Complément :
Pour les rugosités et les conditions de fonctionnement courantes en hydraulique industrielle, ce coefficient de perte de charge se situe dans une fourchette de 0,02 à 0,04, avec une moyenne de l'ordre de :
λmoy ≈ 0,025
On peut utiliser cette valeur pour un calcul en avant projet. Cette valeur doit être vérifiée à partir de la détermination des composants à l'aide des relations précédentes. On peut également utiliser le diagramme de Moody, représentation graphique de l'évolution du coefficient de perte de charge sous forme d'un abaque :
Le régime d'écoulement n'a à priori pas d'importance en hydraulique industrielle. Cependant, on privilégie les écoulements turbulents car les écoulements laminaires présentent quelques inconvénients :