Écoulement en charge en régime non permanent-Phénomène du coup de bélier.

Introduction

Lorsqu'un liquide se déplace dans une conduite longue, avec une vitesse du même ordre de grandeur que sa vitesse économique 6.2, c'est-à-dire de un à quelques mètres par seconde, son énergie cinétique est importante et ne peut disparaître instantanément, en cas de fermeture brusque volontaire ou inopinée, sans se manifester par des effets souvent néfastes. Ainsi l'énergie cinétique d'un liquide circulant dans une conduite industrielle représente-t-elle la puissance dépensée en pertes de charge par le liquide dans cette même conduite pendant un temps généralement compris entre quelques secondes et plus d'une minute.

L'interruption très rapide de l'écoulement nécessite des forces de pression importantes, en regard desquelles la compressibilité du liquide, même faible, n'est plus négligeable, et intervient directement dans le phénomène, ainsi d'ailleurs que l'élasticité du tuyau. En revanche, les pertes d'énergie par frottement dans le tuyau pendant une évolution très brève sont en première approximation négligeables ; cette simplification permet d'écrire de façon très condensée l'équation qui régit les variations, dans l'espace (le long de l'abscisse x de la conduite) et dans le temps, d'un paramètre quelconque A décrivant l'état du fluide :

- Le coup de bélier. C'est un phénomène répandu : la fermeture instantanée des vannes ou électro-vannes, ou une coupure brutale d'électricité, va entraîner un retour de l'eau par dépression, d'où un risque pour les canalisations.

On remédie à ces problèmes par des études du régime d'écoulement, du type de matériau à utiliser et leur épaisseur.

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