Les pertes de charge dans les installations Le ...

1 2. octobre 2005. REVUE P RIODIQUE D'INFORMATIONS TECHNIQUES. ET INDUSTRIELLES DES THERMICIENS. Les pertes de charge dans les installations Le dimensionnement des mitigeurs 2 S o m m a i re octobre 2005. REVUE P RIODIQUE D'INFORMATIONS TECHNIQUES. ET INDUSTRIELLES DES THERMICIENS. Le pertes de charge 3 Introduction dans les installations Le dimensionnement des mitigeurs 4 Les pertes de charge dans les installations hydrauliques et a rauliques Les pertes de charge dans les conduites d'eau Formule de calcul des pertes de charge lin iques 7 Tables et diagrammes des pertes de charge lin iques 8 Exemple de table propos e pour les pertes de charge lin iques - tubes en acier 9 Exemple de diagramme propos pour les pertes de charge lin iques - tubes en acier 10 Formules de calcul des pertes de charge singuli res Tables des pertes de charge singuli res Directeur de la publication : 11 Exemple de table propos e pour d terminer les pertes de charge singuli res Marco Caleffi 12 pertes de charge dans les conduites a rauliques Responsable de la R daction.

2 Formules de calcul des pertes de charge lin iques Fabrizio Guidetti 13 Tables et diagrammes des pertes de charge lin iques Ont collabor ce num ro : 15 Exemple de diagramme propos pour les pertes de Mario Doninelli charge lin iques - conduites cylindriques lisses Marco Doninelli Claudio Ardizzoia 16 Exemple de la premi re table propos e pour J r me Carlier d terminer les diam tres quivalents des conduites Roland Meskel rectangulaires 17 pertes de charge singuli res - Formules de calcul pertes de charge singuli res - Tables Hydraulique est une publication 18 Exemple de table propos e avec valeur des dit e par Caleffi France coefficients pour les canalisations cylindriques - d rivations et jonctions Imprim e par: Poligrafica Moderna - Novara - Italie 19 Exemple de table propos e pour d terminer les pertes D p t l gal: octobre 2005 de charge singuli res ISSN 1769-0609. 20 Dimensionnement des mitigeurs d'eau chaude sanitaire CALEFFI 22 Mitigeurs thermostatiques pour petites installations 229, 23 Dimensionnement 28010 Fontaneto d'Agogna (NO).

3 Tel. +39 0322 8491 24 Mitigeurs thermostatiques pour moyennes et Fax +39 0322 863305 grandes installations 25 Dimensionnement 26 Mitigeurs thermostatiques p riph riques antibr lures Dimensionnement CALEFFI FRANCE. La Masalti re Quartier P lingron 28 Mitigeurs lectroniques d sinfection thermique 26120 Montmeyran Dimensionnement Tel. +33 (0)4 75 59 95 86 30 Mitigeurs thermostatiques int gr s dans un "Syst me Fax +33 (0)4 75 84 15 61 Carlier-Meskel". 31 Traitement des Pseudomonas 32 Mitigeurs thermostatiques pour installations solaires Copyright Hydraulique Caleffi. Tous 34 S parateurs et purgeurs d'air pour installations droits r serv s. Il est strictement interdit solaires de publier, reproduire ou diffuser une quelconque partie de la revue sans 35 Soupapes de s curit temp rature-pression pour l'accord crit de Caleffi France. installations solaires LES pertes DE charge . DANS LES installations .

4 HYDRAULIQUES ET A RAULIQUES. ET. LE DIMENSIONNEMENT DES MITIGEURS. POUR EAU CHAUDE SANITAIRE. Marco et Mario Doninelli, ing nieurs du bureau d' tude Version fran aise par J r me Carlier et Roland Meskel de Caleffi France Consulting Dans ce num ro, nous aborderons la question Les nouvelles tables et les nouveaux diagrammes des pertes de charge essentiellement pour revoir seront regroup s dans une publication sp cifique, et mettre jour les donn es et les tables (pour qui sera aussi accessible sur le site Internet Caleffi les pertes de charge hydrauliques) du 1er Cahier ( ). Caleffi. Ces donn es et ces tables se r f rent . Nous aborderons aussi la question du des produits commercialis s il y a 15 ans et . dimensionnement des mitigeurs qui jouent un des tubes qui ne sont plus fabriqu s depuis r le croissant dans la conception des installations longtemps (par ex. les tubes en acier doux), par sanitaires.

5 On leur demande d sormais de r gler contre, ils ignorent tout ce qui est apparu au cours la temp rature de l'eau chaude mais aussi de ces derni res ann es (par ex. les multicouches d'assurer la s curit antibr lures et ou les tubes en acier inox). antil gionelles (voir Hydraulique n 1). dans le cadre de cette r vision, nous aborderons En outre, nous pr senterons (sur le site Internet galement les pertes de charge des canalisations Caleffi) un programme sp cifique destin faciliter a rauliques. Notre objectif est de mettre le dimensionnement de ces composants tout en disposition des tables et des diagrammes de r duisant le risque d'erreur. pertes de charge pour les deux fluides les plus int ressants sur le plan thermique. 3. LES pertes DE charge DANS LES. installations HYDRAULIQUES ET A RAULIQUES. Il s'agit de pertes de pression dues la r sistance que rencontre le fluide en LES pertes DE charge DANS LES.

6 Mouvement. Conna tre leur valeur est utile pour : CONDUITES D'EAU. 1. dimensionner les conduites qui acheminent les fluides;. Nous aborderons d'abord le calcul des pertes de 2. calculer les caract ristiques des pompes et charge lin iques puis celui des pertes de charge des ventilateurs qui maintiennent les fluides en singuli res. circulation. Les pertes de charge peuvent tre lin iques ou singuli res : FORMULES DE CALCUL. les pertes lin iques apparaissent le long DES pertes DE charge LIN IQUES. des conduites;. les pertes singuli res se manifestent quant Pour chaque m tre de tube, les pertes de charge elles sur des pi ces sp ciales qui lin iques peuvent tre calcul es avec la formule : modifient la direction ou la section de passage du fluide (par ex. r ductions, d rivations, raccords, jonctions, soupapes, filtres, etc ). Nous verrons plus loin comment calculer ces 1 v2. r = Fa (1). pertes . D 2.

7 O : r = perte de charge lin ique unitaire, Pa/m Fa = coefficient de frottement, sans unit . (1). = masse volumique de l'eau, Kg/m3. v = vitesse moyenne de l'eau, m/s D = diam tre interne du tube, m Quand on conna t le diam tre du tube, la vitesse de l'eau et sa masse volumique, le seul param tre . d terminer reste le coefficient de frottement: coefficient qui varie en fonction (1) du r gime d' coulement du fluide et (2) de la rugosit des tubes. R gime d' coulement du fluide pertes de charge lin iques Il peut tre : pertes de charge singuli res laminaire, quand les particules du fluide ont des trajectoires ordonn es et parall les (le mouvement est calme et r gulier);. turbulent, quand les particules du fluide se Bien que les bases th oriques soient les m mes d placent de fa on irr guli re et variable dans pour tous les fluides, pour viter toute confusion, le temps (le mouvement est d sordonn et nous aborderons s par ment la question des instable).

8 Conduites d'eau et celle des conduites d'air. critique, quand le mouvement n'est pas clairement laminaire ou turbulent. Remarque(1) pour la masse volumique et la viscosit de l'eau voir les chapitres correspondants du 1er Cahier Caleffi 4. Le r gime d' coulement d'un fluide peut se Rugosit . calculer avec le nombre de Reynolds : En ce qui concerne les conduites d'eau, il existe deux classes de rugosit : v D. Re = (2) la rugosit faible est celle des tubes en cuivre, en acier inox et en mati re plastique;. la rugosit moyenne est celle des tubes en o : acier noir et en zinc. Re = nombre de Reynolds, sans unit . v = vitesse moyenne du fluide, m/s Calcul du coefficient de frottement [ Fa ]. D = diam tre interne du tube, m (1). = viscosit cin matique du fluide, m2/s En r gime laminaire, on peut calculer [ Fa ] avec la En fonction de ce nombre, le mouvement du fluide formule suivante : peut tre consid r comme : 64.

9 Laminaire si Re est inf rieur Fa = (4). critique si Re est compris entre et Re turbulent si Re est sup rieur En r gime turbulent on peut le calculer avec la Pour le calcul des pertes de charge , le r gime formule de Colebrook : cette formule oblige critique - dont le domaine de validit est tr s limit . cependant utiliser des m thodes de calcul par et qui n'est pas toujours compris avec certitude approximations successives plut t complexes. dans les limites ci-dessous - est g n ralement Dans la pratique, on utilise donc des formules plus assimil au r gime turbulent : r gime le plus simples. d sordonn et qui pr sente les pertes de charge les mesures effectu es en laboratoire et les les plus importantes. v rifications correspondantes nous ont conduits . Si on pose Re = dans la formule (2), on utiliser la formule de Blasius ci-dessous pour les obtient l' quation (3) qui permet de calculer les tubes faible rugosit : vitesses (dites critiques) au-del desquelles le mouvement n'est plus laminaire.

10 Fa = 0,316 Re -0,25. (5). et laborer une quation sp ciale pour les v* = (3). D tubes rugosit moyenne : -0,13 -0,14. Fa = 0,07 Re D (6). Il est facile de constater que ces vitesses sont inversement proportionnelles au diam tre des tubes : elles sont plus lev es pour des petits tubes que pour des grands. Formules de calcul N anmoins, m me avec de petits tubes (voir tab. 1), des pertes de charge lin iques il s'agit de vitesses bien inf rieures celles qu'on constate habituellement dans les installations En posant dans l' quation (1) les valeur de [ Fa ]. hydrauliques. Nous nous int resserons donc ci-dessus, on obtient donc des formules qui surtout aux pertes de charge lin iques en r gime permettent de calculer les pertes de charge turbulent. lin iques partir de param tres directement connus ou d terminables. Tab. 1 - vitesses critiques de l'eau [m/s] En pratique, on remplace dans ces formules la t 1/2 1 2 vitesse du fluide par le d bit correspondant.