ISO TR 10501-1993 Thermoplastics pipes for the transport of liquids under pressure calculation of head losses《压力作用下液体输送用热塑性塑料管 压头损失的计算》.pdf

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1、RAPPORT TECHNIQUE ISO TR 10501 Premire dition 1993-l 2-l 5 Tubes en matires thermoplastiques pour le transport de liquides sous pression - Calcul des pertes de charge Thermoplastics pipes for the transport of liquids under pressure - Calculation of head losses Numro de rfrence ISO/TR 10501 :1993(F)

2、ISO/TR 10501:1993(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intress par u

3、ne tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen- tales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO colla- bore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui conc

4、erne la normalisation lectrotechnique. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales, mais, exceptionnellement, un comit technique peut pro- poser la publication dun rapport technique de lun des types suivants: - type 1, lorsque, en dpit de maints efforts, laccord

5、requis ne peut tre ralis en faveur de la publication dune Norme internationale; - type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dvelop- pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilit dun accord pour la publication dune Norme internationale peut tre envisage pour la

6、venir mais pas dans limmdiat; - type 3, lorsquun comit technique a reuni des donnes de nature dif- frente de celles qui sont normalement publies comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur ltat de la technique, par exemple). Les rapports techniques des types 1 et 2 fon

7、t lobjet dun nouvel examen trois ans au plus tard aprs leur publication afin de decider ventuellement de leur transformation en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas ncessairement tre rvises avant que les don- nes fournies ne soient plus juges valables ou utiles. L

8、ISO/rR 10501, rapport technique du type 3, a et labor par le comit technique lSO/TC 138, Tubes, raccords et robinetterie en matires plasti- ques pour le transport des fluides, sous-comit SC 2, Tubes et raccords en matigres plastiques pour adduction et distribution deau. 8 ISO 1993 Droits de reproduc

9、tion rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normalisation Case Postale 56 l CH-l 2

10、11 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ii RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 10501:1993(F) Tubes en matires thermoplastiques pour le transport de liquides sous pression - Calcul des pertes de charge 1 Domaine dapplication Le prsent Rapport technique donne une mthode de calcul des pertes de charge lors du trans

11、port de liquides, sous pression, dans des tubes en matires thermoplastiques lisses du point de vue hydraulique. Les formules donnes dans le prsent Rapport technique sappliquent au transport deau sous pression, ou a tout autre liquide de mme viscosit dynamique, des tempratures infrieures 45OC. 2 Dfin

12、itions Pour les besoins du prsent Rapport technique, les dfinitions suivantes sappliquent. 2.1 vitesse d%coulement; dbit, qv : Volume deau qui scoule dans le tube par unit de temps. 2.2 coulement stable : lkoulement selon lequel le dbit dans la section de mesure ne varie pas avec le temps. 2.3 vites

13、se moyenne, v : Quotient du dbit dans le tube par sa section droite de rfrence. Cette vitesse est calcule en divisant le dbit rel dans le tube par la section droite de ce tube. 2.4 section droite de rfrence du tube, A : Surface du cercle de diamtre gal au diamtre intrieur moyen du tube. La surface l

14、ibre de la section droite du tube est calcule laide du diamtre intrieur de ce tube. 2.5 perte de charge, Ah : Variation de pression, entre deux sections dun tube horizontal, due lcoulement dun liquide dans ce tube. 2.6 perte de charge unitaire, J : Perte de charge par unit de longueur du tube. 3 Sym

15、boles et units Les symboles et units utiliss dans le prsent Rapport technique sont donns dans le tableau 1. 1 ISO/TR 10501:1993(F) Tableau 1 Paragraphe Grandeur Symbole Unit 21 . Dbit qv m3/h 23 . Vitesse moyenne v m/s 24 . Diamtre d m intrieur moyen 25 . Perte de charge Ah m 26 . Perte de charge J

16、m/m unitaire 41 . Nombre de Re sans Reynolds dimension 41 Viscosit V . m*/s cinmatique 42 . Longueur du 1 m tube 43 Temprature du t 0 . C fluide 43 . Facteur de k t sans correction de la dimension temprature 4 Mthode de calcul 4.1 Formules de calcul de la perte de charge unitaire 4.1.1 La perte de c

17、harge unitaire dans le cas de leau, JO, en mtres par mtre, la temprature de 20C, est calcule laide dune des relations suivantes : 4.1.1.1 Si le nombre de Reynoldsl) est dans la gamme 410 IRec 1,5x10: J - 0 - 5,37 x 104 ( d-1v24 v1v76) 4.1.1.2 Si le nombre de Reynoldsl) est dans la gamme 1,5 x 105 Ke

18、 106 : J - 0 - $79 x 104 ( d-ly2 vlT8) NOTE 1 - Les diffrentes formules gnralement utilises pour calculer les pertes de charge dans les tubes sont donnes dans lannexe A. 4.1.2 La perte de charge unitaire J, pour un liquide x qui diffre de leau est calcule laide de la formule suivante : b o J, est la

19、 perte de charge unitaire pour un liquide donn; Jo est la perte de charge unitaire pour leau 20C; vX est la viscosit cinmatique dun liquide donn la temprature dsire; Yv est la viscosit cinmatique de leau 20C. Lexposant b a les valeurs suivantes : a) si le nombre de Reynolds est dans la gamme 4 x 103

20、 5 Re 1,5 x 105 : b = 0,24 b) si le nombre de Reynolds est dans la gamme 1,5 x 10 2 Re 5 106 : b = 0,20 l) Voir en annexe A la formule du nombre de Reynolds. 2 4.2 Formules pour calculer les pertes de charge La perte de charge Ah dune colonne liquide est calcule laide de la formule suivante : Ah = J

21、l 4.3 Formules de correction de la temprature Les formules de calcul de J donnes en 4.1 correspondent un coulement deau la temprature de 2OOC. Si la temprature de leau diffre de 20C, la valeur de J est dtermine en appliquant la formule suivante en correction de temprature : J - kJ t- to o Jt est la

22、perte de charge unitaire la temprature t . 4.3.1 Si le nombre de Reynolds est dans la gamme 4 x 103 S Re 1,5 x 105, il convient de prendre les valeurs de k, dans le tableau 2. Tableau 2 Temprature de leau (t) Facteur de correction de 0 ( Cl la temprature (k,) 0 1,148 5 1,105 10 1,067 15 1,033 20 1,0

23、00 25 0,972 30 0,947 35 0,925 40 0,904 45 0,885 Isorm lom1:1993(F) 4.3.2 Si le nombre de Reynolds est dans la gamme 1,5 x 105 5 Re 5 106, il convient de prendre les valeurs de k, dans le tableau 3. Tableau 3 Temperature de leau (t) Facteur de correction de 0 ( Cl la temprature (k,) 0 1,122 5 1,087 1

24、0 1,055 15 1,027 20 1,000 25 0,977 30 0,956 35 0,937 40 0,919 45 0,903 NOTE 2 - Pour les liquides autres que leau, il nest pas ncessaire de spcifier des mthodes particulires pour le calcul de J, puisque les formules indiques en 4.1.2 peuvent aussi tre utilises lorsque la temprature du liquide varie.

25、 Cela est d au fait que dans la formule, la temprature est exprime sous la forme de la viscosit cinmatique dun liquide donn la temprature dsire. ISO/TR 10501:1993(F) Annexe A Formules utilises dans les calculs La prsente annexe donne un certain nombre de formules utilises, en gnral, pour calculer le

26、s pertes de charge dues lcoulement dun liquide dans un tube. Les formules donnes en A.1 .l A.1 .lO sont des formules gnrales applicables tous les types de tube. Les formules donnes en A.1 .ll et A.1 .12 sont destines en particulier aux tubes en matires plastiques. A.1 Formules de pertes de charge A.

27、1.5 Formule de Colebrook A.l.l Formule de Chezy v = A,/r,J o V est la vitesse; rh est le rayon hydraulique; J est la perte de charge unitaire; A est un coefficient. A.1.2 Formule de Hagen et Poiseuille (dans le systme mtrique) J - - 32 o di est le diamtre intrieur du tube; V est la viscosit cinmatiq

28、ue; g est lacclration due la pesanteur. A.l.3 Nombre de Reynolds Re Vdi - - A.1.4 Formule de Von Karman 1 - - 2 log Jx - o h est une fonction du nombre de Reynolds et de rugosit relative kld o k est la rugosit de la paroi du tube. 2,51 - + ReJh o k est, en gnral, pris entre 0,001 et 0,007 pour les t

29、ubes en matires plastiques. A.1.6 Formule de Hazen-Williams (dans le systme mtrique) J = 2,16 x 107 (+352 -1,852 d-,67) o C est le coefficient Hazen-Williams qui dpend de la rugosit du tube. A.1.7 Formule de Strickler (dite aussi formule de Manning-Strickler) V = krh23 J”2 A.1.8 Formule de Scimemi (

30、dans le systme mtrique) V= 6 1,5 dW3 JO,56 V ISO/TR 10501:1993(F) A.1.9 Formule de Blasius h = 0,3164Re-0725 A.1 .lO Formule de Tison (dans le systme mtrique) J = 0,000545 v775 d-725 ou V = 73,3 do9714 Jo,571 A.l.ll Formules proposes par la SII (Isral) pour lecoulement de leau dans les tubes plastiq

31、ues (dans le systme mtrique) (1) Jo = 0,518 x 10-3 (v1*76 d-924) ou V= 73,6 d 0,705 0,568 J pour le nombre de Reynolds de la gamme 4 x 103 5 Re 1,5 x 105 (2) Jo = 0,590 x 10-3 (18 d-lv119) ou V= 60,s d 0,618 0,552 J A.1.12 Formules proposees par la SNV (Suisse) pour lcoulement de leau dans les tubes

32、 plastiques (dans le systme mtrique) J - (kV.75 d-l,=) - 4 ou V =kd J 0,714 0,571 A.2 Formules proposes dans le prsent Rapport technique pour les tubes plastiques Les formules donnes en 4.1, proposes par la France, sont presque identiques celles donnes en A.l.lO, A.l.ll et A.1.12, cites ci- dessus.

33、Les valeurs des pertes de charge, lors de lcoulement de leau dans les tubes en matires plastiques, publies dans la littrature technique, sont gnralement similaires celles obtenues partir des formules donnes en 4.1. De plus, il convient de no.ter que les essais en laboratoire en vue du mesurage des p

34、ertes de charge dans les tubes plastiques, tels que le PVC et le PE, ont donn des rsultats trs proches de ceux obtenus par des calculs thoriques laide des formules proposes en 4.1. pour le nombre de Reynolds de la gamme 1,5 x 105 5 Re 2 106 5 ISO/TR 10501:1993(F) CDU 621.643.2-036.743:620.16:532.55 Descripteurs: Canahdn de fluide, tuyau, matire plastique, dtermi nation, pe canalisation avec pression, produit en matire plastique, sesine rte de charge, rgle de calcul. thermoplastique, tube en Prix bas sur 5 pages