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Auteur(s)
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Jacques BONNIN : Ingénieur des Arts et Manufactures - Ingénieur en Chef à Électricité de France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le présent article donne les méthodes pratiques d’étude des tuyauteries en fonction des conditions d’écoulement du fluide transporté. Le lecteur trouvera les développements théoriques dans l’article Mécanique des fluides [A1 870] du traité Sciences fondamentales.
Nous ne traiterons pas ici du cas de l’écoulement des fluides non newtoniens, qui est abordé dans l’article Fluides non newtoniens [A 710] du traité Sciences fondamentales. On trouvera également d’abondants développements dans la référence bibliographique [1].
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5. Écoulement non permanent des liquides dans les conduites longues
5.1 Phénomène du coup de bélier
5.1.1 Principe du coup de bélier
Lorsqu’un liquide se déplace dans une conduite longue, avec une vitesse du même ordre de grandeur que sa vitesse économique 6.2, c’est-à-dire de un à quelques mètres par seconde, son énergie cinétique est importante et ne peut disparaître instantanément, en cas de fermeture brusque volontaire ou inopinée, sans se manifester par des effets souvent néfastes. Ainsi l’énergie cinétique d’un liquide circulant dans une conduite industrielle représente-t-elle la puissance dépensée en pertes de charge par le liquide dans cette même conduite pendant un temps généralement compris entre quelques secondes et plus d’une minute.
L’interruption très rapide de l’écoulement nécessite des forces de pression importantes, en regard desquelles la compressibilité du liquide, même faible, n’est plus négligeable, et intervient directement dans le phénomène, ainsi d’ailleurs que l’élasticité du tuyau. En revanche, les pertes d’énergie par frottement dans le tuyau pendant une évolution très brève sont en première approximation négligeables ; cette simplification permet d’écrire de façon très condensée l’équation qui régit les variations, dans l’espace (le long de l’abscisse x de la conduite) et dans le temps, d’un paramètre quelconque A décrivant l’état du fluide :
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Dans...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - TRUESDELL (C.) - Introduction à la mécanique rationnelle des milieux continus - . Masson (1974).
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(2) - BRUN (E.), MARTINOT-LAGARDE (A.), MATTHIEU (J.) - Mécanique des fluides - . Dunod (1959-1970).
-
(3) - COMOLET (R.) - Analyse dimensionnelle et théorie des maquettes - . Masson.
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(4) - COMOLET (R.) - Mécanique expérimentale des fluides - . Masson (1976).
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(5) - Encyclopédie pratique de la construction et du bâtiment. Hydraulique - . Quillet (1968).
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(6) - IDEL’CIK (I.E.) - Memento des pertes de charge - . Eyrolles (1969).
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(7) - BONNIN...
NORMES
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Tuyauteries-DN-PN-Définitions et gammes normalisées. - NF E 29-001 - 12-81
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