Une bonne dimension des tuyaux de plomberie pour une pompe à vide garantit que la pression de fonctionnement de la pompe est suffisamment élevée pour maintenir le vide requis à l’extrémité sans perturber la pression.
Certains types de systèmes à vide nécessitent de longues sections de tuyauterie entre la pompe et la tête de fonctionnement. Par exemple, une pompe ou un groupe de pompes peut être situé dans une zone éloignée afin d’éviter le bruit ou la chaleur dans une zone de fabrication ou d’emballage.
Ce blogue explique comment calculer la bonne taille de tuyau pour une pompe à vide.
CALCUL DU DIAMÈTRE DES TUYAUX
De nombreux facteurs contribuent à calculer la bonne dimension des tuyaux de la pompe à vide. Ces facteurs sont liés entre eux dans l’équation de Darcy-Weisbach, qui peut être utilisée pour calculer la chute de pression (ΔP) dans un tuyau :
ΔP=f•DL•2ρ•V2
Dans cette équation, f est la constante de Darcy-Weisbach (ou facteur de friction), causée par la rugosité de la surface intérieure du tuyau, D est le diamètre du tuyau, L est la longueur du tuyau, ρ est la densité du fluide ou du gaz conduit, et V est la vitesse d’écoulement du fluide.
L’équation peut être réarrangée pour déterminer n’importe laquelle des variables inconnues, par exemple, le diamètre ou la longueur du tuyau. D’après l’équation, on peut voir que la longueur du tuyau affectera directement la chute de pression due au frottement. En général, un tuyau ou un tuyau de plus grand diamètre ralentit le débit et réduit les pertes de friction, tout en assurant un débit massique uniforme et stable.
UNE RÈGLE PLUS SIMPLE
Plutôt que de se fier à l’équation formelle, il est possible d’obtenir une « réponse assez proche » à la bonne dimension des tuyaux en utilisant une approximation plus simple. Typiquement, le diamètre de l’orifice d’entrée sous vide correspond au diamètre de la plomberie au départ.
La règle empirique suivante peut être utilisée pour dimensionner la plupart des applications :
TAILLE DU TUYAU D’ENTRÉE SOUS VIDE
- Maintenez la taille de l’entrée de la pompe pour les 100 premiers pieds de tuyau
- Augmentez le diamètre d’un incrément pour chaque 100 pieds supplémentaires de tuyau
Par exemple, si l’entrée de la pompe fait 2 pouces de diamètre, utilisez une de 2 pouces. tuyez pendant les premiers 100 pieds, puis augmentez la taille du tuyau à 3 pouces. diamètre.
TAILLE DES TUYAUX D’ÉCHAPPEMENT SOUS VIDE
- Maintenez le diamètre du tuyau d’échappement égal à la taille du conduit d’échappement pour les premiers 30 pieds de tuyau
- Augmentez le diamètre d’un incrément après chaque 30 pieds de tuyau
Par exemple, si la sortie d’échappement fait 2 pouces de diamètre, utilisez une sortie de 2 pouces. tuyez pendant les premiers 30 pieds, puis augmentez la taille à 3 pouces. diamètre.
Cette règle générale s’applique aux tuyaux d’entrée fabriqués à partir de tuyaux et tuyaux d’aspiration industriels certifiés sous vide, incluant le PVC, les tuyaux Schedule 40-80 et les tuyaux noirs. Pour la plomberie d’extraction, cela s’applique à un tuyau métallique ou à un tuyau haute température, ce qui est nécessaire en raison de la chaleur générée à l’intérieur de la pompe.
FRICTION SUPPLÉMENTAIRE DUE AUX COURBES ET RACCORDS
Au-delà du simple frottement du tuyau, la perte de pression est augmentée par la turbulence due à tout changement de direction ainsi qu’à l’expansion ou la contraction due aux raccords. Ces pertes sont considérées comme « mineures », mais elles s’accumulent tout au long du système. Bien qu’il existe une formule pour calculer ces pertes mineures, elles peuvent être estimées comme suit.
LONGUEURS ÉQUIVALENTES DE TUYAUX
Utilisez le tableau suivant pour convertir chaque courbe à la perte de pression équivalente causée par une longueur droite de tuyau. Ensuite, ajoutez la longueur équivalente de tous les raccords et courbes à la longueur nominale du tuyau pour estimer la chute de pression sur la longueur équivalente totale du système de plomberie. Notez que ces longueurs équivalentes de tuyaux sont pour des tuyaux faits d’acier ou d’autres matériaux courants selon les calendriers standards.
LONGUEURS ÉQUIVALENTES DE TUYAUX POUR LES COUDES À 90°
Tuyau de 2" de diamètre
- Coude à long rayon : Ajoutez environ 30 pouces. (760 mm)
- Coude à rayon court : Ajoutez environ 60 pouces. (1520 mm)
Tuyau de 3" de diamètre
- Coude à long rayon : Ajoutez environ 40 pouces. (1015 mm)
- Coude à rayon court : Ajoutez environ 80 po. (2030 mm)
Tuyau de 4" de diamètre
- Coude à long rayon : Ajoutez environ 50 pouces. (1270 mm)
- Coude à rayon court : Ajoutez environ 100 pouces. (2540 mm)
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