CHANGEMENTS DE DIRECTION

189. Coudes brusques. — Lorsqu'un gaz s'écoule par une conduite ABC (fig. 61) qui change brusquement de direction en B, la veine fluide tend à conserver son mouvement rectiligne, de sorte qu'après le coude, en i,

elle s'écarte de la paroi, et l'écou- a

lement n'est pas régulier pour -^^^^^Sl toute la section ; sur une Ion- „. ^

gueur plus ou moins grande B&,

il s'établit des remous qui produisent une perte de charge.

Les expériences, très peu nombreuses du reste sur ce sujet, ont fait voir que cette perte est proportionnelle au carré de la vitesse et peut être représentée par la formule

[jL est le coefficient de résistance qui dépend de Tangle du coude, V, la vitesse avant ou après le coude, dans une section où le régime régulier des veines est établi, rf, la densité du gaz, par rapport à l'eau, £ la perte de charge, en mètres de hauteur d'eau. Dubuat, en opérant sur des liquides, avait déduit de ses expériences Texpression

|jL — m sin a, (18)

a étant Tangle d'un des tuyaux avec le prolongement de Tautre,

m un coefficient.

Péclet a trouvé que celte formule pouvait également s'appliquer à Técoulement des gaz, et pour des tuyaux de petit diamètre qui n'ont pas dépassé o",oi, il a donné m=:i.

D'après les expériences de M. Weissbach, on aurait pour les valeurs correspondantes de a et do ;j.

Pour un changement de direction à angle droit [j.= 0,984, c'est-à-dire à peu près l'unité; c'est sensiblement le résultat donné par la formule de Péclet ; pour a=9o, Sina=: i

La perte est peu sensible jusqu'à un angle de 20®.

190. Coudes brusques successifs. — Lorsque deux coudes à angle droit se suivent à une faible distance, l'expérience montre que la perte de charge est très différente suivant la disposition relative des branches.

Si les deux coudes successifs sont dans le même plan et que

le courant revienne en sens inverse comme dans le luyau ABCD (fig. (ia), la perte de cliarge pour les deux coudes n'est pas plus grande que pour un seul. Ce résultat s'explique en remarquant que l'effet d'un coude est de produire une contraction de la veine fluide et que cette contraction est la même pour deux coudes rapprochés que pour un seul ; la veine contractée conservant la section jusqu'après le second changement de direction.

rig. 6î. Fig. 63.

Si le second coude se trouve dans le même plan qiio le premier, et tel que le courant, après s'être dévié à angle droit, reprenne la direction primitive, comme dans la figure 63, la perte de charge sera la somme des pertes causées séparément par chacun d'eux, la veine lluide éprouvant une deuxième contraction.

Enfin si le second coude à angle droit CD se trouve dans un plan perpendiculaire au premier ABC, il y a comme une demidéformation de la veine fluide, et la perte de charge pour les deux est une fois et demie celle qui correspond à un seul coude.

191. Coudes arrondis. — Quand les coudes sont arrondis (Sg. 64), la perle de charge est diminuée; on a toujours la formule

et Péclet donne pour la valeur de i*

i'=^- es)

I* étant l'angle AOB au centre du coude.

Cette formule, déduite d'expériences sur des tubes de faible diamètre, ne saurait s'appliquer à tous les cas, puisqu'elle ne tient pas compte du rayon de courbure du coude, qui doit avoir nécessairement une grande influence.

D'après les expériences de Weissbach, on a pour un tuyau circulaire de diamètre D, avec

un raccordement dont le rayon de courbure est p, les valeurs

suivantes

Fig. 6/|.

[Jt=:0,l3l-t- I

et pour un conduit à section rectangulaire de côté D

[Jl=rO,I24-+-3, io4 ( — ]*•

En appliquant ces formules on trouve pour les valeurs suivantes de —

les valeurs correspondantes de [x ; pour un conduit à section circulaire

pour un conduit à section rectangulaire

[jL 0,124 o,i35 0,180 o,35o 0,398

D'après ces formules, la perte de charge ne dépendrait pas de l'angle total du coude, mais seulement du rapport du diamètre du tuyau au rayon de courbure du coude.

On voit par les chiffres ci-dessus, en les comparant à ceux du

n"* loo, qu'il y a grand avantage à raccorder les portions de conduite par des tuyaux courbes d'un rayon aussi grand que possible. Lorsque deux coudes courbes à angle droit se suivent à peu de distance, la perte de charge est égale à celle produite par un seul coude dans le cas de la figure 65, et au double dans le cas de la figure 66.

Fig. 65.

Fjg. 66.

Ces résultats sont analogues à ceux que nous avons indiqués pour deux coudes brusques successifs.

La perte de charge produite par les coudes est généralement assez importante, et il faut en réduire le nombre autant que possible. Quand on ne peut les éviter, il convient de faire le raccordement des deux directions avec des coudes arrondis et d'un grand rayon de courbure.