The dynamic effect of pipe-wall viscoelasticity in hydraulic transients. Part II—model development, calibration and verification

Abstract

Un nouveau modele mathematique a ete developpe pour calculer les regimes transitoires hydrauliques des systemes de conduites pressurisees en polyethylene (PE). Ce modele hydraulique (nomme HTS) integre des termes additionnels pour simuler la friction pendant le regime transitoire et l'effet de la viscoelasticite de la conduite. Les resultats numeriques obtenus ont ete compares avec la solution classique du coup de belier et avec les resultats experimentaux collectes a partir d'un systeme de conduites simples en PE construit au Imperial College (Londres, Royaume Unit). Contrairement au modele classique, le modele HTS est capable de predire rigoureusement les fluctuations transitoires de pression dans la conduite de PE ainsi que l'extension de la circonference des parois de la conduite. Le grand challenge de ce travaille est la distinction entre l'effet dynamique de la friction transitoire et l'effet mecanique de la deformation retardee de la conduite. Dans un premier temps, le modele HTS a ete calibre et teste en considerant les deux effets separement. Lorsque la friction en regime transitoire est consideree seule, de grandes differences entre les resultats experimentaux et numeriques sont observees. Si l'effet viscoelastique de la conduite est considere seul, meme avec une bonne correlation entre les resultats experimentaux et numeriques, les fonctions des fluage calibrees varient avec le flux initial. Dans un deuxieme temps, la combinaison de ces deux effets a ete analysee et une bonne correspondance entre les resultats experimentaux et numeriques a ete observee. Enfin, le modele HTS a ete verifie avec succes en utilisant la fonction de fluage mesuree lors d'un test mecanique negligeant la friction en regime transitoire.