Hydraulique : études de cas

Pertes de charge dans un distributeur hydraulique

OptiFluides réalise des simulations CFD permettant de déterminer les pertes de charge et la répartition du débit dans des singularités hydrauliques complexes, permettant une meilleure caractérisation des distributeurs hydrauliques, bifurcations géométriques ou autres éléments d’un réseau.

Contexte

Même s’il est aisé de prédire avec un modèle monodimensionnel les pertes de charges d’une conduite ou d’une singularité simple, il est beaucoup plus compliqué d’estimer avec précision le comportement hydraulique d’un système plus complexe.

Ainsi, de nombreux réseaux hydrauliques sont constitués de plusieurs branches, de singularités géométriques complexes ou de successions de singularités simples dans lesquelles l’écoulement n’est pas établi. Les abaques et formules analytiques ne sont plus valides ou n’existent pas pour ces cas, et la simulation CFD permet alors de réaliser une caractérisation précise des lois débits / pertes de charge du réseau, de la singularité ainsi qu’un calcul correct de la répartition du débit dans les différentes branches du réseau.

Objectif

Dans le cas présenté ici, l’étude porte sur un bloc de distribution hydraulique utilisé dans les pelleteuses.

L’objectif est d’accompagner le client sur le design des canaux à l’intérieur du bloc de distribution, afin de minimiser la perte de charge : pour un même niveau de pression, on obtient alors un débit d’huile supérieur et donc une vitesse accrue.Modélisation hydraulique – Pertes de charge dans un distributeur hydraulique

Simulation et résultats

La modélisation 3D a permis de déterminer la loi débit / perte de charge pour les différents designs soumis, et d’identifier la configuration la plus favorable.

Généralement, la simulation CFD permet d’estimer avec précision les pertes de charge de n’importe quel système hydraulique, aussi complexe soit-il. En complément, la modélisation 3D permet aussi d’obtenir l’allure de l’écoulement afin de repérer les zones pénalisantes, et ouvre donc la voie à des optimisations mathématiques permettant d’aboutir à des designs parfois contre-intuitifs.

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