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Auteur(s)
-
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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Écoulement permanent des gaz et des vapeursArticle inclus dans l'offre
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2. Écoulement permanent des liquides
2.1 Écoulement dans les conduites cylindriques longues
Dans ce qui suit, nous négligerons la compressibilité des liquides et considérerons donc un fluide à masse volumique ρ constante. Nous examinerons son écoulement dans une conduite de section quelconque, mais indépendante de l’abscisse, ou conduite cylindrique. La notion de conduite longue est liée à l’établissement d’un régime d’écoulement dans la conduite ; elle nécessite, dans la pratique, une longueur dépassant quelques dizaines de fois les dimensions transversales de la section.
HAUT DE PAGE2.1.1 Forme de l’écoulement et régimes d’écoulement
Dans les conditions qui viennent d’être précisées, on constate que la vitesse est partout parallèle à l’axe de la conduite ; les lignes de courant sont toutes des droites parallèles aux génératrices.
Suivant l’importance des forces de viscosité par rapport aux forces d’inertie de l’écoulement, on observe pour celui-ci plusieurs régimes possibles. Ce rapport de forces est caractérisé par un nombre de Reynolds :
avec :
- v :
- vitesse caractéristique de l’écoulement (souvent la vitesse moyenne dans la section)
- D :
- dimension caractéristique de la section transversale (diamètre pour une conduite de section circulaire).
Ce nombre est d’autant plus grand que les forces de viscosité ont moins d’importance relative.
Lorsque Re est inférieur à une valeur limite de l’ordre de 2 000, l’écoulement est toujours laminaire, c’est-à-dire exempt de turbulence.
Dans les conditions industrielles, pour Re > 2 500, il est en pratique toujours turbulent, c’est-à-dire que les forces de viscosité ne sont plus suffisantes pour empêcher les inévitables perturbations d’engendrer une multitude de petits tourbillons qui se superposent à l’écoulement...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TRUESDELL (C.) - Introduction à la mécanique rationnelle des milieux continus - . Masson (1974).
-
(2) - BRUN (E.), MARTINOT-LAGARDE (A.), MATTHIEU (J.) - Mécanique des fluides - . Dunod (1959-1970).
-
(3) - COMOLET (R.) - Analyse dimensionnelle et théorie des maquettes - . Masson.
-
(4) - COMOLET (R.) - Mécanique expérimentale des fluides - . Masson (1976).
-
(5) - Encyclopédie pratique de la construction et du bâtiment. Hydraulique - . Quillet (1968).
-
(6) - IDEL’CIK (I.E.) - Memento des pertes de charge - . Eyrolles (1969).
-
(7) - BONNIN...
NORMES
-
Tuyauteries-DN-PN-Définitions et gammes normalisées. - NF E 29-001 - 12-81
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