Un fluide s'écoulant au
travers d'un orifice de restriction voit sa
pression chuter d'une valeur proportionnelle au carré du débit.
Le liquide est
progressivement accéléré au voisinage de la restriction.
Sa vitesse atteint son maximum en aval de la restriction, puis revient
progressivement à sa valeur normale plus loin en aval. Des zones de
turbulence avec formation de tourbillons se produisent en amont et
surtout en aval de la restriction.,
Parallèlement à l'augmentation de vitesse, la pression diminue
localement en accord avec la relation de Bernoulli, puis augmente
progressivement lorsque la vitesse retrouve sa valeur normale. Les
frottements occasionnés par cette accélération génèrent une
perte de
pression permanente, la perte de charge, de valeur
nettement plus faible que la variation
de pression observée au voisinage de la restriction.
Voir aussi la
page consacrée au calcul d'une plaque à orifice de mesure de débit.
Les pertes de charge dans les tuyauteries de transfert de
fluide sont
évaluées en appliquant la relation de Darcy.
Cette relation fait appel
aux caractéristiques de la tuyauterie elle même, par sa longueur (L) et
son diamètre (D), et à des coefficients de pertes de charge singulières
(ζ dans la
littérature européenne, K dans la littérature US), caractéristiques des
accessoires de tuyauterie (vannes, clapets, coudes, changements de
diamètre,
orifices
...).
Le coefficient de perte de charge d'une plaque mince percée
d'un orifice est donnée par des relations empiriques diverses.
La relation proposée par W. B. Hooper (Chemical Engineering November
7, 1988) est préférée ici à celle proposée par Idel 'Cik
dans le Memento des
pertes de charge pour sa facilité de mise en oeuvre dans
un calculateur est bien que donnant des valeurs
supérieures dans les Re faibles