Ministère de l’Enseignement Supérieur et de La Recherche Scientifique
Université KASDI Merbah à Ouargla
Faculté des sciences et Technologie et Science de la Matière
Département de Génie Electrique
Instrumentation Pétrolière (LP S3)
Procédés TD01
Questions de cours
1- Comment le régime d’écoulement influe-t-il sur le calcul des pertes de charges ?
2- Citer quelques applications de la loi de Bernoulli dans les calculs hydraulique.
3- Que représente le diagramme TVR ? quelle est sa utilité ?
4- Montrer que dans une conduite la perte de charge est inversement proportionnelle à la
puissance 5 du diamètre pour un débit identique (choisir un diamètre 2 fois plus faible
c’est avoir 32 fois plus de pertes de charge).
5- Que signifie une viscosité de fluide ? quelle est la différence entre viscosité dynamique et
cinématique ? préciser des unités utilisées.
Exercice 01
Trouver l’expression de la vitesse de liquide u (m/s) en fonction du débit Q (m3/h) et du diamètre
de la conduite D (mm). Application Q=1000m3/h, D= 16’’ ensuit D=20’’.
Exercice 02
Un liquide s'écoule dans les conditions suivantes : débit QV=84,8 m 3/h, densité d=0.804,
pression=3 bar abs., Ø(tuyauterie)=10 cm (intérieur), Hauteur=4 m au-dessus du sol
1- Calculer la vitesse moyenne de circulation en (m/s).
2- Déterminer les différentes formes d'énergie possédées par le fluide.
Unité d'énergie
(…..)
Hauteur de liquide Unité de pression
(…….)
(…..)
Énergie potentielle
Énergie cinétique
Énergie de pression
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Exercice 03
Déterminer la pression 𝑃𝑃2 dans les conditions suivantes :
Exercice 04
1- Trouver l’expression du débit théorique 𝑄𝑄𝑣𝑣 en fonction
de la différence de pression
∆𝑃𝑃 = 𝑃𝑃1 − 𝑃𝑃2 , la densité 𝑑𝑑 et des diamètres 𝐷𝐷1 , 𝐷𝐷2 sachant que 𝑄𝑄𝑣𝑣 = 𝑆𝑆1 𝑈𝑈1 = 𝑆𝑆2 𝑈𝑈2
2- Calculer 𝑄𝑄𝑣𝑣 dans la cas ∆𝑷𝑷 = 60𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚, d=0.885, 𝐷𝐷1 = 6′′ , 𝐷𝐷2 = 5′′.
Exercice 05
Pour mesurer le débit du liquide dans la conduite, nous avons réalisé le montage de la figure cidessous.
1- Citer le nom de cette méthode. Expliquer le principe.
2- Donner la l’expression du débit 𝑄𝑄𝑣𝑣 en fonction des pressions indiquées, le diamètre de la
conduite, la densité du liquide.
3- Calculer ce débit volumique 𝑸𝑸𝒗𝒗 (𝒎𝒎𝟑𝟑 /𝒉𝒉 ) ensuite le débit massique 𝑸𝑸𝒎𝒎 (𝒌𝒌𝒌𝒌/𝒉𝒉) si les
manomètres indiquent respectivement 4.3 bar rel. et 4.5 bar rel. On donne : D=10cm,
d=0.854. Trouver le débit volumique en m3/h.
Exercice 06
Dans les conditions du schéma ci-dessous, risque-t-on une vaporisation du liquide après passage
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du convergent ? on donne la masse volumique du liquide 750 kg/m3
Exercice 07
Un échangeur situé à 20 m en hauteur est alimenté par de l'eau de tour de réfrigération à 20°C, qui
en sort à 40°C, la pression du réseau au refoulement de la pompe est de 6 bar.
La pression du réseau d'eau au pied de la structure est de 2.5 bar. La tension de vapeur de l'eau à
40°C est de 0.074 bar absolu.
1.
Quelle est la pression à l'entrée de l'échangeur ?
2.
Quelle est la pression à la sortie si la perte de charge dans l'échangeur est de 0.5 bar à débit
normal ?
3.
On veut installer une vanne de régulation dont la perte de charge à débit normal est de 0.7 bar.
Où peut-on l'installer ?
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Exercice 08
On considère un écoulement avec les conditions données ci-dessous. Compléter la table.
Petit Ø
liquide visqueux
Grand Ø
liquide peu visqueux
tuyauterie
Ø intérieur (cm)
section (m 2)
débit (m3/h)
vitesse (m/s)
viscosité (cSt)
Re
1"
2.66
?
1.5
?
40
12"
30.32
?
200
?
2
?
?
Régime d'écoulement
?
?
Exercice 09
Calculer les pertes de charge en m de liquide et en bar dans le cas de l’écoulement liquide :
Ø= 6" : Q V = 200 m3/h ; υ = 2 cSt ; longueur de conduite L = 100 m.
Exercice 10
Sur 500 m de conduite 6", 100 m3/h, 2 cSt, d = 0,800, on trouve 04 robinets à soupape ouvert et
01 clapet à battant ouvert et deux coudes à 45°. Déterminer la perte de charge globale
correspondante ?
Exercice 11
Calculer la perte de charge dans une tuyauterie de gaz avec les caractéristiques suivantes : (Ø = 6";
L = 1500 m) dans les conditions suivantes:
𝑄𝑄𝑚𝑚 = 1,4 t/h
ρ = 7 kg/m3
µ = 17 x 10–3Cp
P = 6 bar abs.
Exercice 12
Une huile de densité 0.50 et de viscosité dynamique 0.10104 Pa.s circule dans un tuyau de fonte
lisse de longueur L = 3000 m, de diamètre D = 30 cm, avec un débit Q = 44 l/s. Quelle est la perte
de charge dans ce tuyau ?
Exercice 13
On pompe une huile de densité 0.860 par un tube horizontal de diamètre D = 5 cm, de longueur
L = 300 m avec un débit Q = 1.20 l/s. L’écoulement est supposé laminaire. La perte de charge pour
ce tronçon est de 21 m C.E. (colonne d’eau). Quels sont les viscosités dynamique et cinématique de
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l’huile utilisée ? Quel est le nombre de Reynolds de l’écoulement ?
Exercice 14
Pour que les conditions soient celles d’un écoulement laminaire, quelle doit être la taille de la
conduite, si elle doit transporter du fuel-oil moyen à 4.5°C à un débit de 350 l/mn, sachant que la
viscosité cinématique ν = 7 10-6 m2/s.
Exercice 15
Une huile de pétrole de viscosité μ = 4.5 poises, de masse volumique 900 kg/m3, s’écoule dans une
conduite cylindrique horizontale diamètre D = 200 mm. La vitesse sur l’axe est de 4.5 m/s et on
supposera l’écoulement laminaire. (1 Pa.s = 1 Poiseuille = 10 poises, 1 poise = 1 g/cm.s)
Calculez dans ces conditions :
a) la vitesse moyenne de l’écoulement et le débit volumique et massique
b) le nombre de Reynolds
c) la perte de charge par mètre, en hauteur d’huile et d’eau
d) la puissance absorbée par propulsion de cette huile sur 80 m de longueur de conduite.
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