Compte rendu Mécanique des fluides

Etude d’un venturi

Introduction :

Dans ce TP nous nous proposons d’effectuer des manipulations sur un système hydraulique contenant un venturi. Ce système comporte 11 prises de pression numérotées de 1 à 11 et ayant des différents diamètres numérotés de φ1 à φ11 reliés à des tubes piézométriques.
Les objectifs de ce TP sont de :
Vérifier dans quelle mesure le théorème de Bernouilli est applicable à l’écoulement étudié
Discuter de l’utilisation du Venturi comme débitmètre
Mesurer la perte de charge introduite par le Venturi Nous utiliserons de l’eau de ville afin de réaliser ce TP.

Manipulation :

Nous alimentons le système en eau, puis on veille à chasser les bulles d’air de tous les tubes piézométriques. Une fois cette étape réalisée nous veillons à régler la hauteur d’eau dans les tubes à environ 230 mm afin de pouvoir avoir lire les mesures pour des débits plus ou moins importants.

Pour plusieurs valeurs de débit, nous relevons la hauteur de chaque tube piézométrique ainsi que le temps de remplissage du réservoir (de 5L à 15L dépendant du débit sélectionné

Théorie :
En supposant le fluide parfait, incompressible et en mouvement irrotationnel permanent.
Nous pouvons donc écrire le théorème de Bernouilli :

Application du théorème de Bernouilli à un écoulement permanent dans une conduite hydraulique de section variable S1 et S2 :

Etude du venturi : Conservation du débit
Donc : avec
D’où
Débit expérimental : Avec V le volume rempli en mètres cube T le temps pour atteindre V en secondes

Répartition des pressions le long du Venturi :

Coefficient de perte de charge du Venturi noté K :

Résultats :
1) Nous savons que Cq < 1 et que. En Vérifiant chaque valeur du débit nous obtenons bien cette inégalité.

Nous avons donc une relation entre Cq et Re de la forme :

2) Pour plusieurs valeurs du débit, nous vérifions la relation des pressions le