Perte par friction

Définition

En hydraulique, la perte par friction induit une réduction de la vitesse et de la pression de l'eau coulant dans un tuyau ou le long d'un canal. Elle est causée par frottement le long des parois entre lesquelles l'eau circule. Plus la surface est rugueuse et profilée (non droite), et plus les pertes par friction seront importantes.

Les pertes par friction d'une canalisation :

Les pertes par friction dans une tuyauterie augmentent avec le nombre de coudes, de virages, de "détours", etc. Plus le chemin d'un fluide contient des obstacles, plus les pertes dues à la friction contre les parois sont importantes.

Explications

Essentiellement, la perte par frottement est une forme de consommation d'énergie par l'interaction entre le liquide qui s'écoule et le matériau qu'il traverse. Plus précisément, lorsque le liquide s'écoule à travers un tuyau flexible, un frottement intervient entre le fluide et la paroi interne du tuyau.

Les pertes de charge par frottement constituent un facteur essentiel, mais souvent négligé. Elles interviennent lorsque l'air ou les fluides rencontrent une résistance lors de leur circulation dans les conduits et les tuyaux, entraînant des chutes de pression et des pertes d'efficacité.

L'air et les fluides circulant dans les conduits et les tuyaux doivent déployer des efforts importants pour contourner les virages et traverser les passages étroits. Ces pertes de charge correspondent à la perte de pression qui survient lorsque l'air ou les fluides se déplacent dans les conduits et les tuyaux sinueux.

Les techniciens utilisent des manomètres pour mesurer la chute de pression sur une longueur donnée de conduit ou de tuyau afin de quantifier les pertes de charge. Cette chute de pression est exprimée en mètres de colonne d'eau pour les conduits d'air ou en psi pour les tuyaux. Imaginez un manomètre en U rempli d'eau. Lorsque la pression diminue, la colonne d'eau baisse. C'est comparable à la baisse de niveau d'eau dans un réservoir lorsque vous ouvrez un robinet.

Facteurs de pertes

Les pertes de charge par friction sont influencées par cinq facteurs :

• vitesse de l'air : plus la vitesse est élevée, plus les pertes de charge sont importantes.
• matériau du conduit ou du tuyau : par exemple, la fibre de verre présente une friction plus élevée par 30 mètres que l'aluminium sans soudure ou l'acier.
• longueur : un détour est bien plus long qu'un raccourci.
• nombre de coudes : plus il y a de coudes à 90 degrés, plus la perte de friction est importante. Plusieurs coudes à 45 degrés sont moins dommageables que plusieurs coudes à 90 degrés.
• transitions de diamètre : la transition d'un conduit de 3 mètres de long en calibre 10 à un conduit de 3,6 mètres de long en calibre 8 représente un changement considérable. Plus les transitions de diamètre sont progressives, moins la perte de friction est importante.

En rapport avec "perte par friction"

• frottement

  

  Le frottement (friction) est une force qui agit dans le sens opposé du mouvement de deux surfaces en interaction.

• hydraulique

  

  Ce qui est hydraulique désigne, se rapporte à, ou est actionné par un liquide se déplaçant dans un espace confiné sous pression.

• périmètre mouillé

  

  Le périmètre mouillé d'un canal correspond à la longueur (en m) du périmètre de la section transversale effectivement au contact de l'eau, sans inclure...

• abduction

  

  En anatomie, une abduction est un mouvement qui éloigne un membre ou une partie d'un membre du plan de symétrie sagittale de l'organisme.