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Mécanique des fluides · Rhéologie

Pertes de charge des fluides non newtoniens

Boues, pâtes, purées, suspensions, polymères : ces fluides ne suivent pas les abaques de l’eau. Saisissez le débit, la conduite et le comportement rhéologique pour obtenir la perte de charge en conduite droite et le régime d’écoulement. La pression de redémarrage et la courbe de réseau figurent dans la note de calcul complète.

Données

Fluide

Pa·sⁿ
–
Pa
kg/m³
Écoulement et conduite
m³/h
mm
m
m

Exemple pré-rempli : boue de station d’épuration épaissie. Remplacez par vos mesures.

Perte de charge totale
–
Pression de redémarrage
–
Puissance hydraulique
–

Courbe de réseau

Perte de charge par frottement selon le débit, de 0 à 2 fois le point de fonctionnement (●).

Détail du calcul

Au-delà de l’outil

Votre installation n’est pas une conduite droite et lisse.

L’outil donne un ordre de grandeur fiable sur une ligne simple. Une installation réelle ajoute des singularités, des changements de section, une rugosité, une thixotropie, une température qui varie. C’est là que j’interviens.

Parlons de votre installation →
  • Caractérisation rhéologiqueChoix du modèle et identification de τ₀, K et n à partir de vos mesures de rhéomètre ou de viscosimètre.
  • Dimensionnement complet de réseauSingularités, coudes, vannes, échangeurs, réseau ramifié, sélection et vérification de pompe volumétrique ou centrifuge.
  • Simulation CFDÉcoulements de fluides à seuil dans des géométries 3D : zones mortes, bouchons, mélange, encrassement.
  • Diagnostic d’installation existanteBouchages, surconsommation, pompe sous-dimensionnée : analyse et plan d’amélioration chiffré.
  • Fichier de calcul sur mesureUn outil dédié à vos produits et à vos lignes, avec vos rhéologies mesurées et vos catalogues de tuyauterie et de pompes.

Calculer la perte de charge d’un fluide non newtonien

Les abaques et la formule de Colebrook sont établis pour des fluides newtoniens comme l’eau ou l’huile. Pour une boue de station d’épuration, une purée, une sauce, une crème cosmétique, une boue de forage ou un polymère fondu, la viscosité apparente varie avec le taux de cisaillement, et certains fluides ne s’écoulent qu’au-delà d’un seuil. Appliquer une viscosité unique conduit alors à des erreurs importantes sur la perte de charge, donc sur le choix de la pompe.

L’outil calcule la perte de charge en conduite pour les modèles rhéologiques courants : newtonien, loi de puissance d’Ostwald, plastique de Bingham et Herschel-Bulkley. Il détermine le régime d’écoulement avec le nombre de Reynolds généralisé de Metzner-Reed, applique la corrélation de Dodge-Metzner en turbulent, et signale les cas à vérifier. La note de calcul complète ajoute la pression de redémarrage d’un fluide à seuil après un arrêt et la courbe de réseau, qui aide à choisir une pompe volumétrique ou centrifuge.

Méthode et hypothèses