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Qu'est-ce qu'un schéma hydraulique et comment sert-il au calcul des pertes de charge ?
Un schéma hydraulique (ou aéraulique) représente un réseau de fluide élément par élément : réservoirs, pompe ou ventilateur, conduites avec leurs longueurs et diamètres, accessoires (coudes, vannes, filtres, crépines, clapets) et altitudes. C'est le point de départ du calcul : chaque élément du schéma devient une ligne de l'inventaire des pertes de charge, et la somme des pertes le long du tronçon le plus défavorisé, ajoutée au dénivelé et à la pression dynamique de sortie, donne la hauteur manométrique que la pompe doit fournir au débit voulu.
Du schéma à la hauteur manométrique de la pompe
- Hpompe : hauteur manométrique totale demandée à la pompe, en m de fluide (ΔP = ρ g H)
- Δz : dénivelé géométrique entre la surface du réservoir d'aspiration et le point de sortie, en m
- P2 − P1 : différence de pression entre le réservoir de sortie et celui d'entrée, en Pa (0 si les deux sont à l'air libre)
- λ L / D : pertes régulières de chaque conduite droite ; ζ : coefficients des pertes singulières de chaque accessoire
- V : vitesse dans chaque élément, en m/s ; Vsortie² / 2 g : pression dynamique à la sortie, en m ; g = 9,81 m/s²
Exemple d'inventaire d'un réseau de pompage simple
| Élément du schéma | Données | Perte ou charge | En mètres d'eau |
|---|---|---|---|
| Conduites droites | 45 m, DN 65 | 23 700 Pa | 2,42 m |
| Crépine et clapet de pied | ζ = 2 + 2 | 6 530 Pa | 0,67 m |
| 4 coudes à 90° et 1 vanne ouverte | ζ = 4 × 0,3 + 0,2 | 2 280 Pa | 0,23 m |
| Dénivelé géométrique | −3 m + 7 m = 4 m | 39 160 Pa | 4,00 m |
| Pression dynamique en sortie | V = 1,81 m/s | 1 630 Pa | 0,17 m |
| Hauteur manométrique demandée à la pompe | à 6 L/s | 73 300 Pa (0,73 bar) | 7,49 m |
Explications détaillées et calcul dans Mecaflux
Ce Schema hydraulique sert de support aux didacticiels de calcul de pertes de charges avec Mecaflux standard.
Mecaflux standard ne produit pas de schemas 3D de ce type, pour produire des schemas hydrauliques , aérauliques ou autres réseaux de fluides en 3D, utilisez Mecaflux Pro 3D (voir didacticiel Pro 3D)
Questions fréquentes
Quels éléments faire figurer sur un schéma hydraulique de calcul ?
Tout ce qui crée une perte de charge ou une charge : chaque conduite droite avec sa longueur, son diamètre intérieur et son matériau (rugosité), chaque accessoire (coude, té, réduction, vanne, filtre, crépine, clapet, compteur), les altitudes des surfaces libres et de la sortie, les pressions des réservoirs fermés, et le débit demandé dans chaque branche.
Comment passer du schéma à l'inventaire des pertes de charge ?
On suit le tronçon le plus défavorisé (le plus long ou le plus haut) de l'aspiration à la sortie et l'on calcule la perte de chaque élément au débit de fonctionnement. Dans Mecaflux Standard, chaque élément du schéma est saisi dans l'inventaire des pertes de charge, qui additionne les pertes, trace la courbe du réseau et recherche le point de fonctionnement avec la pompe choisie. Les autres branches sont équilibrées par des vannes.
Quelle différence entre un réseau ouvert et un réseau fermé ?
Un réseau fermé (boucle de chauffage, circuit de refroidissement) revient à son point de départ : le dénivelé et la pression dynamique de sortie s'annulent et la pompe ne vainc que les pertes de charge. Un réseau ouvert (pompage d'un réservoir vers un autre, arrosage) ajoute le dénivelé, la différence de pression entre réservoirs et la pression dynamique de sortie.
Comment faire calculer mon réseau à partir de mon schéma ?
Avec Mecaflux Standard, vous saisissez les éléments du schéma dans l'inventaire des pertes de charge et obtenez la courbe du réseau et le point de fonctionnement de la pompe ; avec Mecaflux Pro3D, vous dessinez le réseau en 3D, branches et boucles comprises. Si vous préférez confier le calcul, Mecaflux réalise l'étude de votre projet à partir de votre schéma et vous remet la note de calcul avec le fichier du logiciel, ou vous propose une formation sur le logiciel appliquée à votre propre réseau.