Comment réduire la perte de frottement des tuyaux sur une pompe industrielle

Qu’est-ce que la perte par frottement de tuyau?

La perte par frottement du tuyau est inhérente au transfert de fluide et résulte du mouvement du fluide à travers une pompe, un système de pompage et les composants de la tuyauterie et du tuyau. Lorsque le fluide se déplace dans le système, il y a une friction qui se produit entre le fluide et les parois de la tuyauterie et des composants du tuyau. La viscosité d’un fluide, également appelée « épaisseur » du fluide, fait référence à la facilité avec laquelle un fluide peut s’écouler et est un facteur principal qui peut augmenter la perte par frottement du tuyau.

À mesure que la viscosité du fluide augmente, il crée plus de friction à l’intérieur du tuyau. Cette friction est ce que l’on appelle la perte d’énergie de friction. Dans un fluide très visqueux, les molécules sont liées de manière cohésive, ce qui a un impact sur la capacité du fluide à s’écouler facilement. Ces deux points, le fluide entrant en contact avec les parois internes de la tuyauterie et les molécules liées de manière cohésive dans des fluides très visqueux, entraînent une plus grande quantité d’énergie nécessaire pour pomper le fluide à travers la tuyauterie.

Un autre facteur qui augmente la perte d’énergie de frottement est l’état de surface des parois intérieures de la tuyauterie. Plus l’état de surface est rugueux, plus la perte d’énergie de frottement est importante. En plus de la finition de surface, les raccords de tuyauterie, les vannes, les réducteurs de tuyaux, les coudes et d’autres composants de tuyaux peuvent également augmenter la perte d’énergie par frottement. Lorsque le fluide se déplace à travers la tuyauterie et traverse un raccord de tuyauterie, une turbulence se produit; cette turbulence crée en outre une augmentation de la perte par frottement des tuyaux.

Le diamètre du tuyau est un autre facteur important; plus le diamètre du tuyau est petit, plus le rapport entre la surface intérieure du tuyau et le fluide est grand. Chaque composant de tuyau ajouté à la tuyauterie a le potentiel d’augmenter la perte d’énergie de frottement du tuyau.

Deux autres facteurs très importants concernant la perte d’énergie par frottement des tuyaux lors de l’utilisation d’une pompe industrielle sont le débit et la longueur de la tuyauterie. Plus la tuyauterie est longue et plus le débit nécessaire est élevé, plus la perte d’énergie par frottement du tuyau est importante. La formule suivante est utilisée pour calculer la gravité de la perte d’énergie de frottement compte tenu d’un débit et d’une longueur de tuyau spécifiques.

Perte par frottement = coefficient de perte par frottement * débit / 1002

* longueur du tuyau / 100.

Équation : Perte par frottement = C
(Q/100)


²

*L/100.

Dans cette équation, Q est égal au débit et L est la longueur du tuyau ou du tuyau. Vous remarquerez qu’après que Q est divisé par 100, il est ensuite au carré – ou élevé à la deuxième puissance, ce qui aggrave l’effet sur la perte d’énergie du fluide.

Voici un exemple pour expliquer plus en détail comment le débit affecte la perte d’énergie de frottement des tuyaux. Si un fluide qui se déplace à travers un tuyau à une vitesse de 2 pieds par seconde et un autre fluide se déplace à travers un tuyau à la vitesse deux fois supérieure ou 4 pieds par seconde. Même si la vitesse d’écoulement est doublée, l’effet sur le frottement est beaucoup plus important. C’est parce que deux élevés à la deuxième puissance est quatre, tandis que quatre élevés à la deuxième puissance est 16. Par conséquent, l’impact sur le frottement est multiplié par 8 lorsque le débit est doublé.

Pour en revenir à l’équation de la perte par frottement, la valeur est multipliée par « L » qui est la variable représentant la longueur du tuyau; plus la longueur du tuyau augmente la perte d’énergie de frottement du tuyau et plus il faut d’énergie pour déplacer le fluide à travers la tuyauterie.

Comment réduire la perte par frottement des tuyaux sur une application de pompe industrielle?

Maintenant que nous avons passé en revue ce qu’est la perte par frottement des tuyaux, nous pouvons approfondir ce sujet et examiner comment la perte par frottement des pipelines peut être réduite sur une application de pompe industrielle. Pour cette section suivante, il est important de garder à l’esprit qu’il est préférable de prendre en compte ces considérations avant de construire le système de pompage qui est construit autour de la pompe industrielle choisie pour l’application.

Il existe plusieurs façons de réduire la quantité d’énergie perdue. L’objectif de la construction d’un système de pompage est de maximiser l’énergie qui est transférée de la pompe au fluide, lorsque le fluide est pompé à travers la tuyauterie. Voici un certain nombre de choses qui peuvent être faites pour réduire la quantité d’énergie perdue par friction:

• Raccourcissez la longueur du tuyau pour réduire la valeur L (longueur) dans l’équation de perte par frottement mentionnée dans la section précédente de cet article. Ce faisant, vous réduirez la surface, ce qui diminuera la perte d’énergie.
• Augmenter le diamètre du tuyau; cela réduira le rapport de fluide par surface totale du diamètre intérieur du tuyau. Cela réduira également la perte d’énergie de friction.
• Construisez le système de pompage en utilisant moins de raccords et de composants de tuyauterie si possible. Utilisez également des virages à 45 degrés au lieu de virages à 90 degrés afin que les virages plus serrés soient plus progressifs. Cela entraînera moins de turbulences causées par les raccords de tuyauterie et réduira la perte d’énergie de frottement.
• Lorsque vous choisissez la tuyauterie, assurez-vous que l’état de surface intérieur est plus lisse et évitez toute finition rugueuse sur le diamètre intérieur du tuyau. Cela réduira la perte d’énergie de frottement lorsque le fluide se déplace contre la paroi interne du tuyau.

Avantages de la réduction de la perte par frottement des tuyaux

Réduire la perte par frottement des tuyaux peut équivaloir à des pompes industrielles utilisant moins d’énergie pour pomper les fluides, ce qui peut permettre à une entreprise d’économiser des milliers de dollars au cours du cycle de vie de la pompe. La réduction de la perte par frottement des tuyaux peut également réduire la contrainte subie par une pompe industrielle lors d’une application. Cela peut augmenter la durée de vie d’une pompe industrielle, ce qui réduit le besoin d’acheter des pièces de rechange en raison de défaillances de contrainte et évite les temps d’arrêt de la pompe. Ce qui suit est un résumé des éléments à prendre en compte lors de la construction d’un système de pompage et peut réduire considérablement le risque de frottement des tuyaux. Compte tenu des nombreux avantages de la réduction de la perte par frottement des tuyaux, il vaut la peine d’appliquer le temps et les efforts suivants.

• Diamètres de tuyaux plus larges
• Tuyaux plus courts
• Moins de raccords, de tees, de vannes, de coudes et de composants de tuyaux similaires
• Des virages plus progressifs par opposition aux coudes à 90 degrés
• Tuyaux aux parois plus lisses

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