Calcul de perte de charge Le débit dans le tuyau, au millibar près.
Diamètre intérieur, longueur et débit en entrée ; perte de charge, vitesse et régime d’écoulement en sortie, avec chaque étape du calcul.
Calculer
Liquides · intérieur lisse · unités métriques ou impériales
Perte de charge
0,361bar
sur 20 m de tuyau Ø 25 mm, à 60 L/min, eau à 20 °C.
= 36,1 kPa · 3,69 mCE
K 0,3 par coude, rayon d’au moins 3 × le diamètre intérieur. Longueur du coude : calcul du rayon de courbure
Sortie au-dessus de l’entrée. Négatif si la ligne descend.
Vitesse
Nombre de Reynolds
Facteur de frottement
Où part la pression
Hypothèses : un liquide newtonien à la température indiquée, un intérieur lisse (ε 0,0015 mm), K 0,3 par coude à 90° et une sortie à l’air libre. Une première estimation pour dimensionner, pas une garantie de performances. Tuyaux à intérieur lisse
Le calcul
Darcy–Weisbach, appliqué à vos chiffres.
La perte de charge est la pression qu’un liquide perd en traversant un tuyau : le frottement contre la paroi sur toute la longueur, une perte supplémentaire à chaque coude et la hauteur qu’il doit gravir. C’est elle qui détermine la pompe nécessaire et si le débit arrive là où il le faut.
Le diamètre intérieur compte plus que tout le reste. À débit égal, un tuyau d’une taille inférieure peut perdre trois à quatre fois plus de pression : c’est pourquoi le dimensionnement de la ligne se règle en premier, avant de commander le tuyau.
Δp = f · LD · ρv²2 + ΣK · ρv²2 + ρgΔz
- f
- Facteur de frottement de Darcy
- L
- Longueur du tuyau
- D
- Diamètre intérieur
- ρ
- Masse volumique du liquide
- v
- Vitesse moyenne, Q ÷ section intérieure
- K
- Coefficient de perte d’un coude
- Δz
- Hauteur de la sortie au-dessus de l’entrée
- Re
- Nombre de Reynolds, ρvD ÷ μ
Votre cas, ligne par ligne
Eau · 20 °C (ρ 998,2 kg/m³, μ 1,002 mPa·s) dans 20 m de tuyau Ø 25 mm, 2 coudes. Calcul en unités SI.
- Débit Fixé par vous 60 L/min
- Vitesse v = Q ÷ (πD²/4) = 1 L/s ÷ 4,91 cm² 2,04 m/s
- Nombre de Reynolds Re = ρvD/μ = 998 × 2,04 × 0,025 ÷ 0,001002 50 700
- Facteur de frottement Colebrook–White, ε/D = 0,00006 0,021
- Frottement f · L/D · ρv²/2 = 0,021 × 800 × 2 070 Pa 0,349 bar
- Coudes n · K · ρv²/2 = 2 × 0,3 × 2 070 Pa 0,0124 bar
- Hauteur ρ · g · Δz = 998 × 9,81 × 0 m 0 bar
- Perte de charge totale Frottement + coudes + hauteur 0,361 bar
A · Dans la section
B · Le long du tuyau
C · Sur le diagramme de Moody
Questions
Ce que les ingénieurs demandent avant de dimensionner une ligne.
01 Comment calculer la perte de charge d’un tuyau ?
Avec l’équation de Darcy–Weisbach, Δp = f · (L/D) · ρv²/2. Le facteur de frottement f vaut 64/Re quand l’écoulement est laminaire et se calcule par l’équation de Colebrook–White quand il est turbulent. Chaque coude ajoute K · ρv²/2, et élever le liquide ajoute ρgΔz.
02 Quelle est l’influence du diamètre intérieur sur la perte de charge ?
Plus forte que celle de tout autre paramètre. À débit égal et en régime turbulent, la perte de charge diminue presque avec la puissance cinq du diamètre : un tuyau de 19 mm perd environ 3,7 fois plus qu’un tuyau de 25 mm.
03 Quelle vitesse faut-il pour le nettoyage CIP (NEP) ?
Au moins 1,5 m/s dans la ligne, la valeur retenue par les recommandations de conception hygiénique de l’EHEDG, car elle maintient l’écoulement turbulent jusqu’à la paroi. Le calculateur indique si vos conditions de service l’atteignent.
04 Laminaire ou turbulent : pourquoi est-ce important ?
En dessous d’un nombre de Reynolds d’environ 2 300, l’écoulement est laminaire et la perte de charge augmente proportionnellement au débit. Au-delà d’environ 4 000, il est turbulent et elle augmente presque avec le carré du débit. Entre les deux, l’écoulement passe de l’un à l’autre et les pertes sont difficiles à prévoir.
05 Le calculateur convient-il aux gaz, à la vapeur ou aux boues ?
Non. Il est conçu pour les liquides qui se comportent comme l’eau : newtoniens et incompressibles. Les gaz et la vapeur changent de masse volumique le long du tuyau, et les boues ou les produits épais exigent leur propre modèle. Envoyez-nous vos conditions de service et un ingénieur dimensionnera la ligne.