Fiche d’exercices de Frottement en conduite et pertes de charge avec corrigé

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1.Facile
V = 2,25 m/sD = 25 mmρ = 891 kg/m³, μ = 0,29 Pa·s

Un liquide (Huile moteur SAE 30 ; ρ = 891 kg/m³, μ = 0,29 Pa·s) s’écoule à 2,25 m/s dans une conduite de diamètre intérieur 25 mm. Trouvez le nombre de Reynolds Re.

ρ = 891 kg/m³μ = 0,29 Pa·sV = 2,25 m/sD = 25 mm
Re =
2.Facile
V = 2,75 m/sD = 75 mmρ = 891 kg/m³, μ = 0,29 Pa·s

Un liquide (Huile moteur SAE 30 ; ρ = 891 kg/m³, μ = 0,29 Pa·s) s’écoule à 2,75 m/s dans une conduite de diamètre intérieur 75 mm. Trouvez le nombre de Reynolds Re.

ρ = 891 kg/m³μ = 0,29 Pa·sV = 2,75 m/sD = 75 mm
Re =
3.Moyen
Q = 80 L/sD = 250 mmL = 150 mf = 0,02

De l’eau s’écoule avec un débit de 80 L/s dans une conduite de 150 m de long et de diamètre intérieur 250 mm. Prenez le coefficient de frottement de Darcy f = 0,02 et g = 9,81 m/s². Trouvez la perte de charge par frottement hf.

Q = 80 L/sL = 150 mD = 250 mmf = 0,02g = 9,81 m/s²
hf = m
4.Moyen
V = 2,9 m/sD = 300 mmL = 50 mf = 0,015

De l’eau (ρ = 1000 kg/m³) s’écoule à 2,9 m/s dans une conduite horizontale de 50 m de long et de diamètre intérieur 300 mm. Prenez le coefficient de frottement de Darcy f = 0,015 et g = 9,81 m/s². Trouvez la chute de pression Δp le long de la conduite, en kPa.

V = 2,9 m/sL = 50 mD = 300 mmf = 0,015ρ = 1000 kg/m³
Δp = kPa
5.Difficile
K = 5Δz = 21 mL = 600 m, D = 300 mm, f = 0,0153× coude (K = 0,3)

Deux réservoirs à l’air libre sont reliés par une conduite de 600 m de long, de diamètre intérieur 300 mm et de coefficient de frottement de Darcy f = 0,015. La surface de l’eau du réservoir supérieur est 21 m plus haut que celle du réservoir inférieur. Les pertes de charge singulières sont dues à une entrée à arête vive (K = 0,5), 3 coudes (K = 0,3 chacun), une vanne (K = 5) et la sortie dans le réservoir inférieur (K = 1,0). Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez le débit Q en L/s.

Δz = 21 mL = 600 mD = 300 mmf = 0,015Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×3)Kvalve = 5Kexit = 1,0
Q = L/s
6.Difficile
K = 0,2sortie libreH = ?L = 100 m, D = 300 mm, f = 0,0182× coude (K = 0,3)

Une conduite de 100 m de long et de diamètre intérieur 300 mm (coefficient de frottement de Darcy f = 0,018) part d’un réservoir à l’air libre et débouche à l’air libre en jet. Les pertes de charge singulières sont dues à une entrée à arête vive (K = 0,5), 2 coudes (K = 0,3 chacun) et une vanne (K = 0,2). Prenez g = 9,81 m/s². De combien H la surface du réservoir doit-elle être au-dessus de la sortie de la conduite pour un débit de 150 L/s ?

Q = 150 L/sL = 100 mD = 300 mmf = 0,018Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×2)Kvalve = 0,2
H = m

Corrigé

  1. 1. Re = 172,8
  2. 2. Re = 633,7
  3. 3. hf = 1,625 m
  4. 4. Δp = 10,51 kPa
  5. 5. Q = 234,6 L/s
  6. 6. H = 1,905 m

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