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Caprice (calcul de pertes de charge)

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Caprice est un logiciel de calcul de pertes de charge développé par la société Sterling Fluid Systems.

Historique[modifier]

Caprice a été créé par la filiale française du groupe Sterling Fluid Systems. Il a d'abord été créé pour le DOS, il a ensuite été adapté pour Windows, et sa dernière évolution est une version pour le web qui le rend accessible à tous.

Fonctionnalités[modifier]

Caprice permet :

  • Le calcul des pertes charge pour les circuits hydrauliques industriels
    • circuit en ligne (ou circuit ouvert)
    • circuit fermé
  • Le calcul des caractéristiques nécessaire au dimensionnement d'une pompe
    • hauteur manométrique totale
    • NPSH requis (≤ NPSH disponible)
  • L'accès à une vaste base de données de fluides

Théorie des pertes de charge[modifier]

Pertes de charge[modifier]

Les pertes de charge d'un tronçon sont calculées avec la formule ci-dessous :

'"`UNIQ--postMath-00000001-QINU`"'

V : vitesse (m/s)
g : accélération de la gravité (m/s-2)
ξ : coefficient de perte de charge (nombre sans dimension)


Les pertes de charge sont proportionnelles au coefficient de frottement (nombre sans dimension) :

'"`UNIQ--postMath-00000002-QINU`"'

'"`UNIQ--postMath-00000003-QINU`"': diamètre (m)

Régime d'écoulement[modifier]

Deux différents régimes d'écoulement sont pris en compte dans Caprice : l'écoulement laminaire et l'écoulement turbulent.

Pour chaque catégorie, l'écoulement est caractérisé par le nombre de Reynolds (nombre sans dimension).

'"`UNIQ--postMath-00000004-QINU`"'

V : vitesse (m/s)
'"`UNIQ--postMath-00000005-QINU`"' : diamètre de la conduite (m)
'"`UNIQ--postMath-00000006-QINU`"' : viscosité cinèmatique (m²/s)

Les pertes de charge dans une conduite sont directement proportionnelles au coefficient de frottement de la conduite, coefficient qui dépend du nombre de Reynolds.

  • Pour les régimes laminaires : Re < 2000
'"`UNIQ--postMath-00000007-QINU`"'
  • Pour les régimes turbulents : Re > 3000
'"`UNIQ--postMath-00000008-QINU`"'

k : rugosité absolue (m) '"`UNIQ--postMath-00000009-QINU`"': diamètre de la tuyauterie ou du composant (m)

Cette formule est la formule de Colebrook. Elle est particulièrement adaptée au calcul sur les tuyauteries industrielles. Avec k rugosité absolue, exprimée dans la même unité que le diamètre D de la tuyauterie ou du composant.

Rugosité[modifier]

Pour les conduites industrielles et un régime turbulent (Re > 2300), le coefficient de frottement dépend de la rugosité (cf Théorie des pertes de charge ci-dessus)

La rugosité considérée est la rugosité absolue k en mm, et non la rugosité relative k/D

Avec l'augmentation de la rugosité, les pertes de charge augmentent. Cependant, plus le nombre de Reynolds augmente et moins elle a d'influence sur les pertes de charge.

Valeurs uselles de la rugosité
Matière Élément neuf Élément usagé Élément encrassé
Fonte 0.15 0.50 3.00
Acier 0.05 0.50 3.00
Cuivre 0.01 0.03 0.50
Polyéthylène 0.01 0.03 0.50

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