Calcul de perte de charge d’un coude de gaine
Ce calcul de perte de charge d’un coude de gaine détermine la pression statique qu’un coude coûte à votre ventilateur, à partir du débit, de la taille de gaine et du type de coude. Il utilise la méthode des coefficients de perte des tables de singularités : la perte de charge vaut le coefficient fois la pression dynamique. Vous obtenez ainsi la perte de charge d’un coude en ventilation et sa conversion en longueur équivalente de gaine droite, comme le font beaucoup de feuilles de calcul.
Résultats
L’outil « Calcul de perte de charge d’un coude de gaine » fait partie de notre rubrique Calculateurs : Ventilation. Parcourez cette rubrique pour dimensionner, convertir et vérifier vos résultats en complément de cet outil.
Ce que signifie la perte de charge d’un coude
Chaque changement de direction dans une gaine oblige l’air à tourner, et la turbulence coûte de la pression statique. La perte dépend de la vitesse de l’air et de la douceur du changement de direction. L’outil calcule la vitesse de l’air, la convertit en pression dynamique et la multiplie par le coefficient de perte C, souvent appelé coefficient zêta en Europe, du type de coude. Les coudes lisses à rayon perdent peu, les coudes à onglet à angle droit sans aubes environ huit fois plus.
Formule de la perte de charge d’un coude
La constante 4005 vaut pour l’air standard. En métrique, la pression dynamique s’écrit pdyn = ρ × v² ÷ 2 en pascals, avec ρ ≈ 1,2 kg/m³. Les coefficients de perte viennent de bases de données de singularités comme les tables ASHRAE et SMACNA ; les valeurs proposées ici sont typiques des coudes courants.
Exemple de perte de charge d’un coude
800 CFM (1360 m³/h) dans une gaine ronde de 12 pouces (305 mm) avec trois coudes lisses à 90° de R/D 1,5 (C = 0,15) :
Trois coudes coûtent 0,029 in. w.c., soit environ 7,3 Pa. Avec une perte linéique de 0,08 in. par 100 ft, chaque coude équivaut à environ 12 ft (3,7 m) de gaine droite. Avec des coudes à onglet sans aubes (C = 1,2), les mêmes trois coudes coûteraient 0,23 in. w.c.
Comment calculer la perte de charge d’un coude
Saisissez le débit en CFM, choisissez gaine ronde ou rectangulaire puis le diamètre ou la largeur et la hauteur en pouces. Choisissez le type de coude ou saisissez un coefficient issu d’une table de singularités. Saisissez le nombre de coudes identiques du tronçon et, pour la longueur équivalente, votre perte de charge linéique de calcul, souvent 0,08 à 0,10 in. w.c. par 100 ft en résidentiel (environ 0,65 à 0,8 Pa/m). Cliquez sur Calculer.
Interpréter la perte de charge d’un coude
Ajoutez les pertes des coudes au frottement de la gaine droite, aux autres singularités, filtres, batteries et grilles pour obtenir la pression statique externe que le ventilateur doit vaincre. Les appareils résidentiels sont souvent conçus pour environ 0,5 in. w.c. (125 Pa) ; quelques mauvaises singularités en consomment donc une grande part. Les singularités proches du ventilateur ou très rapprochées perdent plus que les valeurs des tables, car l’écoulement ne s’est pas encore stabilisé.
Quand calculer la perte de charge d’un coude
- Concevoir un tronçon de gaine avec ses singularités
- Comparer coudes à rayon et coudes à onglet
- Décider si des aubes directrices valent la peine
- Reporter les singularités dans une feuille de longueurs équivalentes
- Analyser un manque de débit et une pression statique trop élevée
Erreurs fréquentes sur la perte de charge d’un coude
- Utiliser la mauvaise section. Prenez la dimension intérieure de la gaine.
- Ignorer les singularités rapprochées. Des coudes qui se suivent directement perdent plus.
- Appliquer les coefficients ronds aux gaines rectangulaires. Utilisez la table adaptée.
- Mélanger in. w.c. et Pa. 1 in. w.c. = 249 Pa.
Conseils contre la perte de charge des coudes
- Utilisez des coudes à grand rayon là où la place le permet.
- Équipez les coudes rectangulaires à onglet d’aubes directrices.
- Placez les coudes à plusieurs diamètres de gaine du ventilateur.
Perte de charge d’un coude : coefficient et vitesse
La perte d’une singularité croît avec le carré de la vitesse : le même coude perd quatre fois plus à vitesse double. C’est pourquoi des gaines plus grandes, parcourues plus lentement, rendent chaque singularité moins coûteuse. Dimensionnez d’abord gaines principales et dérivations avec le calcul de dimensionnement de gaine, puis vérifiez ici les singularités. Des gaines de soufflage résidentielles à 700 à 900 ft/min (3,5 à 4,5 m/s) gardent des pertes de coudes faibles et une installation silencieuse.
Perte de charge du réseau, coudes et ventilateur
Le ventilateur doit pousser l’air à travers la gaine droite, chaque singularité, le filtre, la batterie et les grilles. Le calcul de perte de charge traite les tronçons droits selon Darcy-Weisbach, et cet outil ajoute les singularités. Avec la somme, le calcul de puissance de ventilateur montre la puissance nécessaire pour faire passer le débit. Retirer seulement 0,1 in. w.c. (25 Pa) de pertes singulières peut augmenter sensiblement le débit d’une soufflante à vitesse fixe.
Perte de charge d’un coude à 90°, gaine ronde 12 pouces (in. w.c.)
| Débit d’air | Vitesse (ft/min) | Lisse R/D 1,5 (C 0,15) | 3 segments (C 0,34) | Onglet, sans aubes (C 1,2) |
|---|---|---|---|---|
| 400 CFM | 509 | 0,0024 | 0,0055 | 0,0194 |
| 600 CFM | 764 | 0,0055 | 0,0124 | 0,0437 |
| 800 CFM | 1 019 | 0,0097 | 0,0220 | 0,0776 |
| 1 000 CFM | 1 273 | 0,0152 | 0,0344 | 0,1213 |
| 1 200 CFM | 1 528 | 0,0218 | 0,0495 | 0,1746 |
Perte de charge par coude : coefficients de perte usuels
| Coude | C |
|---|---|
| Rond lisse 90°, R/D 1,5 | 0,15 |
| Rond lisse 90°, R/D 1,0 | 0,21 |
| Rond 5 segments 90° | 0,24 |
| Rond 3 segments 90° | 0,34 |
| Rond lisse 45° | 0,09 |
| Rectangulaire à rayon 90°, R/l 1,0 | 0,22 |
| Rectangulaire à onglet avec aubes | 0,25 |
| Onglet 90°, sans aubes | 1,2 |
Questions fréquentes : Calcul de perte de charge d’un coude de gaine
Comment calculer la perte de charge d’un coude ?
Calculez la vitesse, puis la pression dynamique (V ÷ 4005)², et multipliez par le coefficient de perte du coude. À 1019 ft/min, un coude lisse à C = 0,15 perd environ 0,0097 in. w.c.
Qu’est-ce que la longueur équivalente d’un coude ?
La longueur de gaine droite qui a la même perte. Divisez la perte du coude par la perte linéique et multipliez par 100 : environ 12 ft dans l’exemple.
Les aubes directrices réduisent-elles la perte de charge ?
Oui. Un coude à onglet passe d’environ C = 1,2 sans aubes à environ 0,25 avec aubes.
Qu’est-ce que la pression dynamique ?
La pression qui correspond à la vitesse de l’air. Les pertes des singularités s’expriment en multiple de celle-ci.