Débit de vapeur dans les tuyaux

Données de référence sur le débit massique de vapeur selon le diamètre du tuyau et la perte de charge.

steamflowratepipesCalculatrice

Aperçu

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Données de débit de vapeur pour les tuyaux en acier Schedule 40, basées sur des pertes de charge admissibles allant de 1/16 à 2 psi par 100 ft de tuyauterie. Ces valeurs s'appliquent à la vapeur saturée à basse pression (3–5 psig) et sont utilisées pour le dimensionnement des conduites de distribution de vapeur dans les systèmes de chauffage et de procédés.

Le choix de la bonne taille de tuyau équilibre le coût d'installation par rapport à la perte de charge acceptable. Les tuyaux de petit diamètre sont moins chers mais créent des pertes de charge plus élevées, tandis que les tuyaux surdimensionnés gaspillent du matériau et augmentent les pertes de chaleur.

Périmètre de la source originale

Le titre de la page source est Steam Flow Rate vs. Pressure Drop - Schedule 40 Pipe et son sous-titre indique que les données concernent le débit (lb/h) et la perte de charge par 100 pieds de tuyau. Le texte original de l'article indique que les débits de vapeur dans les tuyaux en acier Schedule 40 sont tabulés pour des pertes de charge allant de 1/16 psi à 2 psi, et que les écrans plus larges affichent le tableau complet avec les colonnes de pertes de charge plus élevées.

Débits de vapeur dans les tuyaux en acier schedule 40 avec des pertes de charge allant de 1/16 à 2 psi :

Pour le tableau complet avec des pertes de charge plus élevées - pivotez l'écran !

La source inclut également trois notes d'unités : 1 in = 25,4 mm, 1 ft = 0,3048 m et 1 psi = 6 895 Pa = 0,069 bar. Les tableaux de navigation/recherche partagés du site issus de l'extraction de la source sont intentionnellement exclus car ils ne constituent pas des données d'ingénierie ; le tableau complet de données d'ingénierie est conservé ci-dessous.

Formules clés

La relation de débit sous-jacente provient de l'équation de Darcy-Weisbach pour la perte de charge en tuyauterie droite :

$\Delta P = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{\rho v^2}{2}$

À des fins de dimensionnement, la vitesse peut également être exprimée par le débit massique :

$\dot{m} = \rho \cdot A \cdot v = \rho \cdot \frac{\pi D^2}{4} \cdot v$

Les vitesses typiques de vapeur dans les conduites principales de distribution varient de 4 000 à 6 000 ft/min (20–30 m/s), selon la pression de fonctionnement et la longueur de la tuyauterie.

Variables

Symbole	Descriptif	Unité
$\Delta P$	Pressure drop	psi
$f$	Darcy friction factor	—
$L$	Pipe length	ft
$D$	Inside pipe diameter	ft or in
$\rho$	Steam density	lb/ft³
$v$	Vitesse d’écoulement	ft/min
$\dot{m}$	Mass flow rate	lb/h
$A$	Cross-sectional area	ft²

Steam Flow Rate vs. Pressure Drop - Schedule 40 Pipe
Perte de charge par 100 ft de longueur de tuyauterie	Perte de charge par 100 ft de longueur de tuyauterie	Perte de charge par 100 ft de longueur de tuyauterie	Perte de charge par 100 ft de longueur de tuyauterie	Perte de charge par 100 ft de longueur de tuyauterie	Chute de pression par 100 ft de longueur de tuyau	Chute de pression par 100 ft de longueur de tuyau	Chute de pression par 100 ft de longueur de tuyau	Chute de pression par 100 ft de longueur de tuyau	Chute de pression par 100 ft de longueur de tuyau	Chute de pression par 100 ft de longueur de tuyau	Chute de pression par 100 ft de longueur de tuyau	Chute de pression par 100 ft de longueur de tuyau	Chute de pression par 100 ft de longueur de tuyau	Débit (lb/h)
1/16 psi (1 oz/in2)	1/16 psi (1 oz/in2)	1/8 psi (2 oz/in2)	1/8 psi (2 oz/in2)	1/4 psi (4 oz/in2)	1/4 psi (4 oz/in2)	1/2 psi (8 oz/in2)	1/2 psi (8 oz/in2)	3/4 psi (12 oz/in2)	3/4 psi (12 oz/in2)	1 psi	1 psi	2 psi	2 psi	—
Pression de saturation (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	Pression Saturée (psig)	—
3.5	12	3.5	12	3.5	12	3.5	12	3.5	12	3.5	12	3.5	12	—
3/4	9	11	14	16	20	24	29	35	36	43	42	50	60	73
1	17	21	26	31	37	46	54	66	68	82	81	93	114	137
1 1/4	36	45	53	66	78	96	111	138	140	170	162	200	232	280
1 1/2	56	70	84	100	120	147	174	210	218	260	246	304	360	430
2	108	134	162	194	234	285	336	410	420	510	480	590	710	850
2 1/2	174	215	258	310	378	460	540	660	680	820	780	950	1150	1370
3	318	380	465	550	660	810	960	1160	1190	1430	1380	1670	1950	2400
3 1/2	462	550	670	800	990	1218	1410	1700	1740	2100	2000	2420	2950	3450
4	640	800	950	1160	1410	1690	1980	2400	2450	3000	2880	3460	4200	4900
5	1200	1430	1680	2100	2440	3000	3570	4250	4380	5250	5100	6100	7500	8600
6	1920	2300	2820	3350	3960	4850	5700	6800	7000	8600	8400	10000	11900	14200
8	3900	4800	5570	7000	8100	10000	11400	14300	14500	17700	16500	20500	24000	29500
10	7200	8800	10200	12600	15000	18200	21000	26000	26200	32000	30000	37000	42700	52000
12	11400	13700	16500	19500	23400	28400	33000	40000	41000	49500	48000	57500	67800	81000

Source: engineeringtoolbox.com

Notes d'ingénierie

Convertisseur d'unités de débit de vapeur

Débit de vapeur(lb/h)

Volume spécifique de la vapeur(ft3/lb)

Chute de pression(psi / 100 ft)

Longueur de tuyau(ft)

Base de chute de pression. Les valeurs sont par 100 ft de tuyau droit. Pour des longueurs plus longues, mise à l'échelle linéairement ou utilisez l'équation de Darcy-Weisbach avec les facteurs de friction appropriés.
Pressions plus élevées. À une pression saturée de 5 psig, les capacités augmentent d'environ 20–25% par rapport à 3,5 psig pour la même taille de tuyau et la même marge de chute de pression.
Raccords et vannes. Ajouter des longueurs équivalentes de tuyau pour les coudes, les raccords en T et les vannes. Une règle courante est 50–75% de longueur supplémentaire pour les systèmes de distribution typiques.
Bruit et érosion. Les vitesses supérieures à 6 000 ft/min (30 m/s) peuvent causer du bruit, des coups de bélier et de l'érosion des tuyaux. Garder les vitesses dans les limites recommandées pour la pression de fonctionnement.
Condensat. Les tuyaux de vapeur doivent être inclinés pour drainer le condensat. Le condensat non évacué provoque des coups de bélier et réduit la capacité effective.
Isolation. Tous les tuyaux de vapeur doivent être isolés pour minimiser les pertes de chaleur et maintenir la qualité de la vapeur au point d'utilisation.

Références

Engineering ToolBox – Débit de vapeur dans les tuyaux