Introduction
Cette partie est consacrée à l'étude des pertes de charge dans les conduites, en régime permanent. On se limitera au cas des fluides newtoniens, circulant dans des conduites circulaires.
La figure ci-contre montre le cas de l'écoulement d'un fluide parfait dans une conduite horizontale et de section constante, munie de tubes manométriques. La pression reste constante tout au long de la conduite.
Dans le cas de l'écoulement d'un fluide réel dans la même configuration, il y une dissipation irréversible d'énergie du fait des frottements, et donc une perte de charge : la pression décroît tout au long de la conduite. Cette perte de charge (ou perte de pression) est notée \(\Delta P_{f}\)[3].
Ceci est également illustré sur le diagramme manométrique ci-dessous, pour le cas d'une conduite non-horizontale et de section variable.
Dans le cas des fluides réels, on écrira donc l'équation de Bernouilli avec pertes de charge :
\({{P}_{1}}+\rho \cdot g\cdot {{z}_{1}}+\frac{\rho \cdot {{u}_{1}}^{2}}{2} ={{P}_{2}}+\rho \cdot g\cdot {{z}_{2}}+\frac{\rho \cdot {{u}_{2}}^{2}}{2} + \Delta P_{f}\)
Les pertes de charge dans les conduites peuvent être de deux types :
les pertes de charge régulières \(\Delta P_{fr}\)[6], qui ont lieu sans variation brusque de vitesse (ni en norme ni en direction) et sont dues uniquement aux frottements visqueux au sein du fluide et contre la paroi ;
les pertes de charge singulières \(\Delta P_{fs}\)[7], qui ont lieu lors de variations brusques de vitesse (norme et/ou direction) et sont dues essentiellement à la variation soudaine de la vitesse d'écoulement (et dans une moindre mesure aux frottements visqueux).