5.1. Calcul de la perte de charge linéaire d’une gaine d’air

5.1.1. Exemple d’utilisation de « StraightPipe »

from ThermodynamicCycles.Aeraulic import StraightPipe
from ThermodynamicCycles.Source import Source
from ThermodynamicCycles.Sink import Sink
from ThermodynamicCycles.Connect import Fluid_connect

SOURCE = Source.Object()
STRAIGHT_PIPE = StraightPipe.Object()
SINK = Sink.Object()

SOURCE.fluid = "air"
SOURCE.Ti_degC = 15
SOURCE.Pi_bar = 1
SOURCE.F_m3h = 120            # débit volumique [m³/h]
SOURCE.calculate()

STRAIGHT_PIPE.d_hyd = 0.120   # diamètre hydraulique [m]
STRAIGHT_PIPE.L = 1           # longueur [m]
# STRAIGHT_PIPE.a = 0.3; STRAIGHT_PIPE.b = 0.2   # gaine rectangulaire a×b (alternative à d_hyd)
# STRAIGHT_PIPE.epsilon = 0.0002                 # rugosité absolue [m]

Fluid_connect(STRAIGHT_PIPE.Inlet, SOURCE.Outlet)
STRAIGHT_PIPE.calculate()
Fluid_connect(SINK.Inlet, STRAIGHT_PIPE.Outlet)
SINK.calculate()

print(STRAIGHT_PIPE.df)

5.1.2. Résultats

Sortie réelle (STRAIGHT_PIPE.df) :

                                              StraightPipe
Timestamp                       2026-07-05 00:02:28.698988
d_hyd                                                 0.12
viscosité dynamique (Pa.s)                        0.000018
masse volumique (kg/m3)                           1.209506
section (m2)                                       0.01131
vitesse moyenne (m/s)                             2.947314
Reynolds                                      23816.443735
rugosité réduite                                  0.001667
coefficient de perte de charge                    0.028368
perte de charge (Pa)                              1.241891

Pour d_hyd = 120 mm, L = 1 m et 120 m³/h d’air à 15 °C : vitesse ≈ 2,95 m/s, régime turbulent (Re ≈ 23 816), coefficient de perte de charge λ ≈ 0,0284 et perte de charge linéaire ≈ 1,24 Pa/m.

5.1.3. Paramètres

Attribut	Description	Unité
`d_hyd`	Diamètre hydraulique (gaine circulaire)	m
`a` / `b`	Côtés d’une gaine rectangulaire (alternative à `d_hyd`)	m
`L`	Longueur de gaine	m
`epsilon`	Rugosité absolue de la paroi (défaut lisse)	m

Le modèle calcule le nombre de Reynolds puis le coefficient de perte de charge λ (Colebrook pour le régime turbulent), et en déduit la perte de charge linéaire \(\Delta P = \dfrac{\lambda}{d_{hyd}} \cdot \dfrac{\rho\, u^2}{2} \cdot L\).

Note

La gaine transmet l’état thermodynamique (transformation isenthalpique) vers l’aval : le Sink connecté restitue donc un DataFrame complet.