Etude d'un venturi
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TP (2) Mécanique des fluidesETUDE D’ UN VENTURI
I. Objectifs
• Vérification du théorème de Bernoulli • Etalonnage d’un tube de Venturi utilisé comme débitmètre
II. Etude préliminaire
II.1 Caractéristiques d’un Venturi
Un Venturi est composé en pratique, d’un convergent conique réuni par un col cylindrique à un divergent conique. Inséré dans une conduite, il sert à mesurer le débit. En effet, il engendre une diminution locale de hauteur piézométrique fonction du débit.
D’autres débitmètres fonctionnent suivant le même principe : les diaphragmes et tuyères (ce sont des appareils déprimogènes ou débitmètres à étranglement).
Le divergent n’intervient pas directement dans la mesure du débit : c’est un récupérateur d’énergie cinétique. Les pertes de charge sont ainsi limitées au maximum, elles sont beaucoup plus faibles que celle que provoqueraient un élargissement brusque de section.
II.2 Calculs théoriques
II.2.1 Application du théorème de Bernoulli
En considérant les pertes d’énergies négligeables, on applique le théorème de Bernoulli le long d’une ligne de courant d’un fluide parfait incompressible en écoulement permanent.
[pic]
Avec :
▪ [pic]: poids spécifique du fluide
▪ H : charge dans une section, représentant l’énergie mécanique du fluide par une unité de poids et s’exprimant en hauteur de liquide
▪ [pic] : hauteur piézométrique
Le théorème de Bernoulli traduit donc le principe de conservation de l’énergie mécanique du système.
En admettant que la vitesse est constante dans toute la section droite, on applique le théorème de Bernoulli entre 2 sections : 1 et n :
[pic] d’où [pic]
La conservation de la masse se traduit par l’équation de continuité (ρ étant constante).
V1.S1 = Vn.Sn = Qv
II.2.2 Calcul du débit
En combinant les équations (1) et (2) appliquées aux sections 1 (entrée du convergent) et 2 (col), on calcule le débit volumique Qv :