Orifice (diaphragme) – calcul du débit et de la perte de charge
Définition, formule de calcul et calculateur Excel
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- Introduction
- Perte de charge à travers un orifice
- Outil de calcul du débit et de la perte de charge d’une plaque d’orifice
1. Introduction
Les orifices sont souvent utilisés en mécanique des fluides pour limiter mécaniquement le débit. Le fluide traversant une plaque d’orifice subira une perte de charge ; il est donc important de dimensionner correctement la plaque d’orifice afin d’ajuster le débit selon les besoins.
Il convient de noter que la mesure de
la perte de charge à travers un orifice peut également servir à
mesurer le débit du fluide.
L’orifice de restriction mentionné ici est une plaque mince perforée, également appelée plaque d’orifice ou diaphragme.
2. Perte de charge à travers un orifice
Comment calculer la perte de charge à travers une plaque d’orifice ?
- K = coefficient de perte de charge
- D = diamètre du conduit (m)
- d = diamètre de l’orifice (m)
- um = vitesse du fluide avant le diaphragme (m/s)
- ΔHs = perte de charge (m)
Le coefficient K peut également être déterminé à l’aide du graphique suivant :
La norme ISO 5167 fournit une relation plus directe qui est utilisée dans le calculateur ci‑dessous.
qm = C / (1‑β4)0.5 · ε · π/4 · d2 · (2 ρ ΔP)0.5
Avec :
- qm = débit massique du fluide à travers l’orifice (kg/s)
- C = coefficient de débit (souvent 0.65 pour une plaque d’orifice)
- β = d/D
- ε = facteur d’expansibilité (pour les gaz ; pour les liquides ε = 1)
- D = diamètre du conduit (m)
- d = diamètre de l’orifice (m)
- ρ = densité du fluide en amont de la plaque d’orifice (kg/m³)
- ΔP = perte de charge à travers la plaque d’orifice (Pa)
Le facteur d’expansibilité, pour les gaz, peut être calculé à l’aide de la formule suivante :
Avec :
- ε = facteur d’expansibilité (pour les gaz ; pour les liquides ε = 1)
- β = d/D
- p1 = pression en amont (Pa)
- p2 = pression en aval (Pa)
3. Outil de calcul du débit et de la perte de charge d’une plaque d’orifice
Comment calculer le débit à travers une plaque d’orifice ?
Vous pouvez accéder à un outil de calcul Excel afin d’évaluer le débit et la perte de charge à travers une plaque d’orifice : outil de calcul Excel de la plaque d’orifice (cliquez ici)
Avertissement : ce calculateur est fourni uniquement pour illustrer les concepts présentés sur cette page ; il n’est pas destiné à la conception détaillée. Il ne s’agit pas d’un produit commercial, aucune garantie n’est donnée quant aux résultats. Veuillez consulter un concepteur réputé pour toute conception détaillée dont vous pourriez avoir besoin.
