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7 - CONCEPTION DU RESEAU HYDRAULIQUE
Dimensionnement des tuyauteries
Principes de base
Calcul du débit d'eau
Le calcul du débit se fait à partir de la formule P = M x C x ∆T
soit:
P
M =
C x ∆T
P = Puissance frigorifique ou calorifique (kW)
M = Débit d'eau massique (kg/s)
C = Chaleur massique de l'eau (kJ/kg K) = 4,185
∆T = Différence de température entre entrée et sortie (K)
Dans le cas d' installations hydrauliques non glycolée, on
pourra utiliser la formule simplifiée suivante:
Water flow rate (m
/h) =
3
Calcul du diamètre de tuyauterie
Le calcul du diamètre de la tuyauterie se fait à partir de la
formule Q = V x S soit:
S = Q/V
S = Section, m
2
Q = Débit d'eau, m
/s
3
V = Vitesse de passage, m/s
Π x d
2
S =
4
4 x S
d
=
2
Π
d = Diamètre interne de la tuyauterie, mm
S = Section de passage, mm
Le diamètre de la tuyauterie est limitée par la vitesse maximum
de passage. Le tableau ci-dessous donne des limites de vitesses
de passage d'eau recommandées, basées sur des considérations
sonores et pour limiter les phénomènes d'usure.
Service
Sortie pompe
Aspiration pompe
Colonne descendante
Colonne montante
Tuyauteries principales
Le diamètre de tuyauterie pourra être aussi limité par la
pression disponible ou désirée de la pompe.
Puissance (kW)
∆T x 1,163
2
Vitesse admissibles, m/s
1,2 - 1,8
0,6 - 1,0
0,6 - 1,0
0,4 - 1,5
0,4 - 1,0
Pertes de charge
Si un liquide coule entre deux points, il y a entre ces deux
points une différence de pression.
P
1
P = P
Cette différence de pression est due aux pertes de charges
provoquées par le frottement du fluide le long de la conduite
et par les différents accidents.
Les pertes de charges sont un paramètre indispensable à
prendre en compte dans le dimensionnement des tuyauteries
et des pompes.
Pertes de charges globales = Pertes de charges linéaire +
Pertes de charges singulières
Pertes de charges linéaires: Pertes de charges dues au frotte-
ment du fluide le long du circuit
Pertes de charges singulières: Pertes de charges dues aux
accidents du circuit.
Des abaques permettent d'obtenir les pertes de charges liné-
aires pour les différents matériaux (tuyauteries cuivre, acier,
plastique) et les pertes de charges singulières en fonction des
différents accidents (coudes, vannes, té, réductions, ...).
Dilatations
La tuyauterie est soumise à des phénomènes de dilatations
dépendantes de la différence de température entre les deux
extrêmes d'utilisation, et de la longueur du tube.
Le calcul des dilatations est à prendre en compte lors de la
mise en œuvre de la tuyauterie. Le blocage de la dilatation, par
les éléments constructifs ou par les supports, peut provoquer
des cisaillements.
Dans le cas d'emploi de matériau de synthèse (PVC, PE, PER,
PB) possédant un coefficient de dilatation élevé, il est primor-
dial d'étudier la dilatation des tubes et de la traiter en détail
(lyres de dilatation, changement de direction, compensateur
de dilatation, ...).
Calcul de la dilatation d'un tube:
∆L = α x L x ∆T
∆L = Ecart de longueur, mm
α = Coefficient de dilatation
L = Longueur de la canalisation à la pose, m
∆T = Ecart de température, K
- P
1
2
Débit
P
2
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