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Origine des surpressions (coups de bélier) dans les liquides

Pression à l'amont de la vanne en fonction du temps à l'ouverture et à la fermeture de la vanne

Si la vanne est fermée brusquement (durée de fermeture tcl = 0) avec un écoulement stationnaire à la vitesse w1 et si la section de conduite est ainsi complètement fermée, la colonne de fluide subit une brusque décélération de w1 à w = 0. Cela provoque une onde de pression qui traverse le milieu dans le sens contraire de l'écoulement à la vitesse du son "a". L'onde de pression est réfléchie à la sortie du réservoir (voir figure), revient à l'entrée de la vanne et y est de nouveau réfléchie, et ainsi de suite. La superposition des ondes de pression dans le sens opposé à l'écoulement et des ondes de pression réfléchies conduit à une montée en pression, dont la valeur maximale peut être calculée à l'aide de l'équation suivante :

cela veut dire :

Deltap max : pression immédiatement après la fermeture de la vanne
a : Vitesse de propagation ou du son
p : Densité du fluide
w1 : Vitesse avec l'écoulement stationnaire

Cette montée en pression suivant l'équation s'appelle une surpression ou un coup de bélier. Elle peut atteindre plusieurs fois la pression de fonctionnement et provoquer des bruits très gênant mais aussi et surtout accroître considérablement les contraintes de pression sur le système.

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