N°2 - Calcul des pertes de charge par connaissance du Kv - niv. 5

En formation de niveau 3 à 4 (CAP à Bac), on n'étudiera pas ce dossier.

Le Kv d'un robinet est le débit en [m³/h] qui le traverse s'il est alimenté sous une pression de 1 [bar].

Le Kv est le débit en [m³/h] qui crée dans le robinet une PdC de 1 [bar].

Question

Q1 Quel est le Kv du robinet ci-dessous?

Kv = 7,2 [m³/h]

Explication

Le Kv est défini comme étant le débit correspondant à une différence de pression de 1 bar soit une PdC de 1 [bar].
Dans notre cas, la PdC étant de (1,7 - 0,7 = 1 [bar]), le débit de 7,2 [m³/h] est donc le Kv.

Kv = 7,2 [m³/h]
Si le robinet est en grande ouverture, il s’agit du Kvs.

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Question

Q2 Sachant que le Kv du robinet ci-dessous est de 3,7 [m³/h], quelle est la pression en aval du robinet?

Pression en aval du robinet = 1,4 [bar]

Explication

Le débit de 3,7 [m³/h] passant dans l’élément correspond au Kv.
La perte de charge dans le robinet est donc de 1 [bar].
La pression en amont étant de 2,4 [bar], celle en aval sera donc diminuée de 1 [bar], soit 1,4 [bar].

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Nous savons que les pertes charges évoluent avec le carré du débit.
Si l'on connaît les pertes de charge dans un équipement pour un débit donné, on est capable de les calculer pour n'importe quel autre débit.

Donc, si dans une position donnée on connaît le Kv d'un robinet (débit en [m³/h]), on connaît la perte de charge correspondant à ce débit, elle est de 1 [bar].
De ce fait, si l'on connaît le Kv d'un robinet, on est capable de calculer les pertes de charge de ce robinet pour n'importe quel autre débit.

Exemple
Un robinet présente un Kv de 32 [m³/h]. Quelle sera sa perte de charge si (dans la même position d'ouverture) il est traversé par un débit de 17 [m³/h]?

Réponse
Pour 32 [m³/h], la perte de charge est de 1 [bar]. Pour 17 [m³/h], elle sera de,

Question

Q3 A l’aide de la documentation ci-dessous, calculez en kPa la perte de charge dans un robinet de DN 32 grand ouvert lorsque traversé par 3,5 [m³/h].

8,5 [kPa]

Explication

Le Kvs du robinet de DN32 est de 12 [m³/h].
Sa PdC est donc de 1 bar pour un débit de 12 [m³/h].

Pour un débit de 3,5 [m³/h] elle sera donc de,
1 [bar] x (3,5²/12²) = 0,085 bar, soit 0,85 [mCE], soit 8,5 [kPa].

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Question

Q4 Pour les robinets caractérisés ci-dessus, calculez en [kPa] la perte de charge dans un robinet de DN 25 grand ouvert lorsque traversé par 2700 [l/h].

14,8 [kPa]

Explication

Le Kvs du robinet de DN25 est de 7 [m³/h].
Sa PdC est donc de 1 [bar] pour un débit de 7 [m³/h].

Pour un débit de 2,7 [m³/h] elle sera donc de,
PdC= 1 [bar] x (2,7²/7²) = 0,148 [bar], soit 1,48 [mCE], soit 14,8 [kPa]

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Robinet d'équilibrage Oventrop

Ces calculs correspondent à la formule.

Avec
Δp_v= PdC présentée par le robinet pour le débit qv en [bar]
q_v = débit traversant le robinet en [m³/h]

Question

Q5 Pour le robinet DN 50 caractérisé ci-dessous, calculez en [kPa] la perte de charge lorsqu’il est réglé à 2,5 T et traversé par 4,7 [m³/h].

5 [kPa]

Explication

Pour 2,5 tours, le Kv est de 21 [m³/h]
Pour un débit de 4,7 [m³/h], la PdC sera de,

PdC= 1 [bar] x (4,7/21)² = 0,05 [bar], soit 0,5 [mCE], soit 5 [kPa]

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