Pertes singulières des raccords de conduits d’air
Données de référence sur les pertes singulières des coudes, dérivations, réductions et autres raccords de conduits d’air.
Aperçu
Les pertes de pression mineures (dynamiques) dans les systèmes de conduits CVC se produisent aux raccords et composants où la direction, la vitesse ou la section transversale du flux d'air change. Contrairement aux pertes par friction le long des conduits droits, les pertes mineures sont localisées aux coudes, transitions, registres, grilles et éléments similaires. Chaque raccord se voit attribuer un coefficient de perte sans dimension ξ (parfois écrit K), et la chute de pression est calculée à partir de la vitesse locale de l'air.
À la densité d'air standard (1.2 kg/m³ à ~20 °C, niveau de la mer), ces pertes peuvent être estimées rapidement. Pour d'autres conditions—altitude, température ou humidité—ajustez la densité en conséquence.
Formule clé
La perte de pression mineure pour tout raccord de conduit est :
Δp = ξ · ρ · v² / 2
Cela donne la chute de pression en pascals (Pa). Lorsqu'elles sont sommées sur tous les raccords d'une section de conduit, les pertes mineures dépassent souvent les pertes par friction dans les tronçons courts et riches en raccords.
Variables
| Symbole | Descriptif | Typical Unit |
|---|---|---|
| Δp | Minor pressure loss | Pa |
| ξ | Minor loss coefficient (dimensionless) | — |
| ρ | Air density | kg/m³ |
| v | Air velocity at the fitting | m/s |
Calculateur
Perte mineure dans un raccord de conduit
Convertisseur d'unités
Convertisseur d'unités pour les pertes mineures dans les conduits d'air
Causes des pertes mineures
Les pertes mineures ou dynamiques dans les systèmes de gaines proviennent de trois mécanismes principaux :
- Changements de direction de l'air — les coudes, les décalages, les prises latérales et les raccords en T redirigent le flux d'air, générant des turbulences et un décollement.
- Restrictions ou obstructions — les ventilateurs, les registres, les filtres, les batteries de chauffage/refroidissement et les silencieux bloquent ou rétrécissent le chemin de l'écoulement.
- Variations de vitesse — les élargissements et les réductions brusques ou progressifs modifient l'énergie cinétique, la convertissant en chaleur par turbulence.
Exemple - Perte mineure dans un coude
La perte mineure dans un coude à 90° vif avec un coefficient de perte mineure de 1,3 et une vitesse d'air de 10 m/s peut être calculée comme suit :
Coefficients de perte mineure pour les raccords courants
Composant ou raccord | Coefficient de perte ξ |
|---|---|
| Coude à 90°, vif | 1.3 |
| Coude à 90°, avec ailettes | 0.7 |
| Coude à 90°, arrondi (R/D < 1) | 0.5 |
| Coude à 90°, arrondi (R/D ≥ 1) | 0.25 |
| Coude à 45°, vif | 0.5 |
| Coude à 45°, arrondi (R/D < 1) | 0.2 |
| Coude à 45°, arrondi (R/D ≥ 1) | 0.05 |
| Junction en T, écoulement vers la branche | 0.3 |
| Ouverture de gaine dans la pièce | 1 |
| Entrée de pièce dans la gaine | 0.35 |
| Réduction progressive | 0 |
| Élargissement brusque | (1 − v₂/v₁)² |
| Élargissement progressif (< 8°) | 0,15·(1 − v₂/v₁)² |
| Grille, 70 % de surface libre | 3 |
| Grille, 60 % de surface libre | 4 |
| Grille, 50 % de surface libre | 6 |
Source: engineeringtoolbox.com
Notes de conception
- Les coudes arrondis sont rentables. Un coude à 90° vif (ξ = 1,3) produit environ cinq fois la perte d'un coude bien arrondi avec R/D ≥ 1 (ξ = 0,25). Ajouter des aubes de redressement est un compromis rentable.
- La surface libre de la grille compte. Réduire la surface libre de la grille de 70 % à 50 % double le coefficient de perte. Surrdimensionner les grilles est l'un des moyens les plus simples de réduire la perte de charge du système.
- Additionnez tous les raccords. Dans un parcours de conduit typique avec plusieurs coudes, tés et une grille, les pertes mineures dominent souvent les pertes par friction des conduits rectilignes. Additionnez toujours les valeurs de ξ pour l'ensemble du chemin lors du dimensionnement des ventilateurs.
- Dépendance au carré de la vitesse. Doubler la vitesse de l'air quadruple la perte mineure à chaque raccord. Maintenir des vitesses faibles aux raccords permet d'économiser une énergie significative des ventilateurs.
- Ajustement de la densité de l'air. Les coefficients dans le tableau supposent 1,2 kg/m³ (~20 °C, niveau de la mer). À l'altitude ou à des températures plus élevées, ajustez Δp linéairement avec la densité réelle.
Tableaux sources originaux restaurés
Les tableaux suivants sont restaurés à partir de la page source originale pour préserver les données de référence complètes.
Le tableau source Composants de conduits d'air - Coefficients de perte dynamique mineure contient 20 lignes d'ingénierie. Les 20 lignes sont reproduites ci-dessous ; la navigation environnante et les lignes de documents associés de la page originale ne font pas partie de ce tableau de données d'ingénierie.
Composants de conduits d'air - Coefficients de perte dynamique mineure
Composant ou raccord | Coefficient de perte mineure - ξ - |
|---|---|
| Coude à 90°, vif | 1.3 |
| Coude à 90°, avec aubes | 0.7 |
| Coude à 90°, arrondi rayon/diamètre du conduit inférieur à 1 | 0.5 |
| Coude à 90°, arrondi rayon/diamètre du conduit >1 | 0.25 |
| Coude à 45°, vif | 0.5 |
| Coude à 45°, arrondi rayon/diamètre du conduit inférieur à 1 | 0.2 |
| Coude à 45°, arrondi rayon/diamètre du conduit >1 | 0.05 |
| T, flux vers la branche (appliqué à la vitesse dans la branche) | 0.3 |
| Flux du conduit vers la pièce | 1 |
| Flux de la pièce au conduit | 0.35 |
| Réduction, conique | 0 |
| Élargissement, brusque (en raison de la vitesse avant réduction) (v1= vitesse avant élargissement et v2 = vitesse après élargissement) | (1 - v2/ v1)2 |
| Élargissement, angle conique < 8o (en raison de la vitesse avant réduction) (v1= vitesse avant élargissement et v2 = vitesse après élargissement) | 0.15 (1 - v2/ v1)2 |
| Élargissement, angle conique > 8o (en raison de la vitesse avant réduction) (v1= vitesse avant élargissement et v2 = vitesse après élargissement) | (1 - v2/ v1)2 |
| Grilles, rapport surface libre à surface totale de 0.7 | 3 |
| Grilles, rapport surface libre à surface totale de 0.6 | 4 |
| Grilles, rapport surface libre à surface totale de 0.5 | 6 |
| Grilles, rapport surface libre à surface totale de 0.4 | 10 |
| Grilles, rapport surface libre à surface totale de 0.3 | 20 |
| Grilles, rapport surface libre à surface totale de 0.2 | 50 |
Source: engineeringtoolbox.com
Images sources originales
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