Distribution d’eau au moyen d’une conduite d’un diamètre

UNIFORME, ALIMENTANT DANS SA LONGUEUR DIVERS ÉCOULEMENTS D’üN

volume déterminé. On cherchera à l’aide de la fable les pertes de charge partielles faites dans une conduite d’un diamètre donné, pour transporter successivement les volumes que chaque portion de la conduite doit débiter. On ajoutera toutes ces pertes pour avoir la perte totale, jusqu’au dernier orifice, et on s’assurera si la charge restante est suffisante pour assurer l’écoulement du volume d’eau assigné aux derniers orifices.

Dans des cas pareils, on adoptera la plus petite des conduites qui satisferaient aux conditions, afin de diminuer la dépense.

78. Conditions relatives aux bornes-fontaines. Pour le service des bornes-fontaines, on calcule que chaque borne doit débiter environ 0mc.00180 en 1" ou à peu près 8 pouces d’eau, et il suffit, pour cette dépense, que l’eau puisse s’élever à quelques décimètres plus haut que l’orifice de la borne placé à 0™. 50 au-dessus du sol.

Exemple : Une conduite d’eau, partant d’un réservoir dont le niveau est à la cote de nivellement 50m en contre-bas d'un plan général de comparaison, doit alimenter 20 bornes-fontaines à raison de 0mc.00180 par borne, ou débiter en tout 0“,c.036. Les bornes sont réparties ainsi qu’il suit] sur la longueur totale de la conduite.

4 à 100ra de l’origine 2 80 au delà.

' TUYAUX DE CONDUITE DES EAUX

Si l’on essaye une conduite de 0m.20 de diamètre, on forme à l’aide des tables le tableau suivant :

Nombre

Volumes

Distance à parcourir

Charges

bornes à alimenter.

débiter en litres.

par

ces volumes.

par mètre.

totales.

litres.

La charge totale dépensée par les frottements étant de 2".328, on voit que, si à l’origine de la conduite le niveau du réservoir était à la cote 50m, ou si, ce qui revient au même, la pression supportée par l’eau à cette origine était capable de l’élever à la cote 50m, elle s’élèverait à l’extrémité de la conduite jusqu’à la cote 52m.328.

Si le sol était à la cote54m.ti0, les eaux s’élèveraient au-dessus de ce sol de 54m.600 — 52n,,320 =2"\272 , ce qui est plus que suffisant pour le débit des bornes-fontaines placées à l’extrémité de la conduite-

Si au contraire le sol avait été à une cote moindre que 52m.328, il aurait fallu employer une conduite plus grande, qui, consommant une charge moindre pour vaincre les frottements, aurait permis d’élever les eaux plus haut.

79. Influence des coudes dans les conduites. Les coudes ou changements de direction des conduites doivent toujours être formés de parties arrondies. Ils occasionnent une perte dans la hauteur de pression ou une perte de charge dont il est quelquefois nécessaire de tenir compte. On calculera cette perte de charge par la formule

Ajde-Mémoibe. 7

dans laquelle on représente par h la perte de charge cherchée,

H la hauteur due à la vitesse moyenne,

U la vitesse moyenne de l'eau dans la conduite (table du n° 7 i),

r le rayon d’arrondissement de l’axe de la conduite, c la longueur développée de cet axe du coude ; et qui revient à la règle suivante :

Pour calculer la perte de charge produite par un coude , Multipliez le rayon de l'arrondissement de taxe de figure du coude par 0.0186, au produit ajoutez 0.0039;

Multipliez la somme par la hauteur due à la vitesse moyenne de l'eau dans la conduite et par le rapport de la longueur développée de l'axe du coude au carré du rayon de l'arrondissement :

Le résultat sera la perte cherchée en mètres.

Cette règle montre qu’il faut augmenter le rayon du raccordement des conduites pour diminuer la perte de charge produite par les coudes.

Exemple : Si, dans l’exemple précédent n° 78, la conduite devait avoir trois coudes à angles droits avec un rayon de raccordement égal à r = 0™.75, on aurait

c— = lm.177;

d’où

Si les coudes doivent être placés à 100m, 270m et 420™ de l’origine de la conduite, après les bornes situées à ces distances, on a les données suivantes : >

Numéros

des

coudes.

Volume à débiter par chaque coude Q.

Vitesse moyeu ne correspondante U.

Hauteur correspondante à la vitesse H.

litres.

TUYAUX DE CONDUITE DES EK'VX

On en déduit pour les pertes de charges à chaque coude ,

Perte totale 0".00272

On voit par cet exemple que les pertes de charges par les coudes convenablement arrondis sont fort peu de chose par rapport à celles que produit le frottement, et qu’à moins qu’ils ne soien t trèsmultipliés, on pourra négliger ces pertes dans la plupart des cas.

80. Distribution d’eau par une conduite dont le diamètre varie. Lorsqu’on a une charge motrice suffisante, l’économie engage souvent à rétrécir le diamètre des conduites, à mesure que le volume d’eau qu’elles doivent débiter diminue. 11 faut alors s’assurer, par le calcul des portions de charges consommées par chaque partie de la conduite, que l’eau s’élèverait, à l’emplacement de chaque orifice, à une hauteur suffisante pour assurer l’écoulement.

Exemple. Supposons qu’on veuille établir la distribution de l’exemple n° 78 par des conduites de différents diamètres. Le tableau suivant donne un disposition qui pourrait être adoptée dans le cas supposé.

Kombre de bornes

Volumes

exprimés

Distances

Diamètre

des

Charges consommées par

les frottements

à alimenter.

en litres.

parcourir.

conduites.

par mètre.

totales.

litres.

La cote du niveau du réservoir étant 50“ , les eaux s’élèveraient à la cote 54". 34030, soit 54.340; et, puisque le sol à '

ÉCOUI.EMENT DE L’EAU

l'extrémité de la conduite est à la cote 54"‘.60, on voit que les eaux monteraient à 54m.60 — 54ra.340 = 0m.260 , ce qui est encore suffisant pour assurer l’écoulement par les dernières bornes-fontaines.

81. Proportion des coüdes arrondis pour le service des eaux. Pour que l’influence des coudes soit faible, il est nécessaire de leur donner un rayon d’arrondissement convenable. Dans le service des eaux de Paris, on a adopté les proportions suivantes:

Diamètre

Rayon du cercle de

Développement de l’axe du coude

des

en parties

conduites.

raccordement des axes.

de la circonférence.

et au-dessus.

82. Observation générale sur l’établissement des conduites d’eau. Lorsque , dans l’établissement d’une grande conduite d’eau , on n’aura pas pu éviter les coudes ou leur donner de grands rayons de courbure, et surtout que les assemblages des tuyaux présenteront quelques inégalités à l’intérieur, il sera prudent d’augmenter le produit à obtenir d’un quart ou d’un tiers de sa valeur dans les formules précédentes.

85. Dimensions des tuyaux de conduite employés dans le service des eaux de Paris. Dans le service des eaux de Paris , ou donne aux tuyaux des épaisseurs qui sont représentées assez exactement par la formule

e = 0.02d-j-0ra.01,

e étant l’épaisseur et d le diamètre. Ces tuyaux doivent être éprouvés à une pression de dix atmosphères.

TUYAÜX DE CONDUITE DES EAUX

La formule des épaisseurs à donner aux tuyaux cylindriques, que l’on trouvera au chapitre des formules pratiques de la résistance des métaux, est pour ce cas

e = 0.00238 nd + 0m0085,

n étant le nombre d’atmosphères de pression auquel ils doivent résister; et, pour n=10, elle donne des épaisseurs peu différentes de celles de la précédente, un peu plus faibles pour les petits diamètres et un peu plus fortes pour les grands, mais que je crois suffisantes dans tous les cas. Au surplus, le tableau suivant, qui donne les dimensions principales des tuyaux de conduite, contient les épaisseurs calculées par les deux formules.

TABLEAU DES DIMENSIONS DES TUYAUX DE CONDUITE POUR LE SERVICE DES DISTRIBUTIONS D’EAU DANS LES VILLES.

102 ÉCOULEMENT DE L’EAU