Calculateur de perte de charge

Calculez la perte de charge et la chute de pression dans un tuyau avec l'équation de Darcy-Weisbach.

Perte de charge par frottement
Utilisez des mesures SI pour calculer les pertes régulières d'un tuyau droit de diamètre constant.

À propos des pertes de charge en conduite

La perte par frottement est l'énergie mécanique perdue par un fluide en mouvement lorsqu'il frotte contre la paroi et subit un cisaillement interne. Elle se traduit par une baisse de pression et s'exprime généralement en hauteur de fluide, en mètres, ou en pression, en kilopascals. Ce calculateur applique l'équation de Darcy-Weisbach, largement utilisée pour un écoulement permanent et pleinement développé dans un tuyau droit circulaire. L'équation est h = f(L/D)(v²/2g). Ici, h désigne la perte de charge, f le coefficient de frottement de Darcy, L la longueur, D le diamètre intérieur, v la vitesse moyenne et g l'accélération gravitationnelle. La perte de pression est ensuite obtenue par ΔP = ρgh, où ρ est la masse volumique du fluide. Le calculateur utilise la gravité standard de 9.80665 mètres par seconde carrée et convertit les pascals en kilopascals pour l'affichage. Le diamètre influence fortement la perte, car il modifie le rapport longueur-diamètre et, à débit constant, la vitesse du fluide. Doubler la vitesse multiplie la perte de charge par quatre si les autres paramètres restent constants. Doubler la longueur double la perte. Le coefficient de Darcy doit être calculé à partir du nombre de Reynolds et de la rugosité relative, ou lu sur un diagramme de Moody. N'utilisez pas un coefficient de Fanning sans l'avoir d'abord multiplié par quatre. Le résultat représente uniquement les pertes régulières du tuyau droit. Les systèmes réels perdent aussi de l'énergie dans les coudes, tés, vannes, entrées, sorties, rétrécissements et équipements. Ces pertes singulières peuvent être modélisées par des coefficients de perte ou converties en longueur équivalente. Utilisez le diamètre intérieur réel plutôt que le diamètre nominal et évaluez masse volumique et viscosité à la température de fonctionnement. Cet outil convient au prédimensionnement de pompes, aux contrôles d'irrigation, aux tuyauteries de procédé et aux estimations de circuits hydrauliques de chauffage et climatisation. Le dimensionnement final doit intégrer tous les raccords, dénivelés, la pression de sortie requise, les régimes transitoires, les marges d'encrassement et une marge de sécurité adaptée.

Exemples de pertes de charge

DonnéesRésultatsObservation
f 0.02; L 100 m; D 0.1 m; v 2 m/s; ρ 1,0004.0789 m; 40 kPaUn tuyau d'eau long et étroit entraîne une perte importante.
f 0.025; L 20 m; D 0.2 m; v 1 m/s; ρ 1,0000.1275 m; 1.25 kPaUne vitesse plus faible réduit fortement la perte.
f 0.018; L 50 m; D 0.15 m; v 1.5 m/s; ρ 9980.6883 m; 6.7388 kPaConditions modérées typiques d'un réseau d'eau.

Comment calculer une perte de charge

  1. Déterminez le coefficient de Darcy adapté au matériau du tuyau et au régime d'écoulement.
  2. Mesurez la longueur droite, le diamètre intérieur réel et la vitesse moyenne en unités SI.
  3. Saisissez la masse volumique du fluide à la température de fonctionnement.
  4. Sélectionnez Calculer la perte de charge et utilisez le résultat en hauteur ou en pression requis pour votre projet.

Questions fréquentes

Quelle différence entre perte de charge et perte de pression ?

La perte de charge exprime une énergie par unité de poids du fluide et ne dépend pas directement de sa masse volumique. La perte de pression est la perte de charge multipliée par la masse volumique et la gravité.

Les vannes et les coudes sont-ils inclus ?

Non, le résultat couvre seulement les pertes régulières d'un tuyau droit. Ajoutez les pertes des raccords avec des coefficients de résistance ou des longueurs équivalentes adaptés.

Quel coefficient de frottement faut-il saisir ?

Saisissez le coefficient de Darcy calculé avec le nombre de Reynolds et la rugosité relative. Un coefficient de Fanning doit être multiplié par quatre avant utilisation ici.

Pourquoi la vitesse a-t-elle autant d'effet ?

La perte de Darcy-Weisbach est proportionnelle au carré de la vitesse. Une vitesse doublée produit donc une perte de charge quadruplée si les autres grandeurs restent constantes.

Puis-je utiliser d'autres unités ?

Les unités SI indiquées sont nécessaires pour obtenir un résultat correct. Convertissez les mesures avant de les saisir plutôt que de mélanger les systèmes d'unités.