TRAVAUX PRATIQUES DE MECANIQUE DES FLUIDES TP 3 ECOULEMENT D'AIR DANS UN TUBE DE VENTURI ANNEE UNIVERSITAIRE 2011 ± 2012
MDF Ecoulement dans un tube de Venturi TP 3 I- Introduction Le tube de Venturi (du nom d un physicien italien du 18ème siècle) est tuyau court présentant un resserrement interne. On peut le représenter par l assemblage de 2 entonnoirs. C'est un appareil utilisé pour mesurer le débit de fluide qui traverse une conduite. L'air qui est supposé comme fluide incompressible circule dans la conduite et passe par un convergent, qui se termine par un col de section inférieure. La vitesse de l'écoulement augmente dans ce convergent ; cette augmentation de vitesse correspond par ailleurs à une diminution de la pression en fonction du débit . Après le col le fluide passe dans un divergent, où il perd de sa vitesse et remonte en pression. I- Théorie du Venturi Considérant l'écoulement d'un fluide incompressible dans un convergent et un divergent d'une conduite. La section d'entrée (1) a une surface S1, la section du col (2) a une surface S2. En supposant qu'il n'y a aucune perte de charge le long du Venturi et que les vitesses et les hauteurs piézométriques sont constantes dans chaque section de la conduite ; on peut appliquer l'équation de Bernoulli entre les sections (1), et (2) où r est masse volumique de l'ai : Avec l'équation de continuité ent e ces deux points : On au a donc : 1 et comme
MDF Ecoulement dans un tube de Ventu i TP 3 La valeu du débit est : II- Desc iption de l'appa eil L'appa eil utilisé est constitué d'un tube en PVC contenant le tube de Ventu i et d'un ventilateu aspi ant de l'ai à t ave s la conduite, des p ises de p ession ont été pe cées au niveau du conve gent et du dive gent du tube de Ventu i. Les p ises de p ession sont eliées pa des tubes flexibles aux b anches d'un manomèt e incliné à eau colo ée. On a 7 p ises de p ession epé ées de 1 à 7 à distances égales telles que : L1-2=L2-3=L3-4=L4-5=L5-6=L6-7 = 63 mm. La section de la p ise (1) S1=100 mm, la section de la p ise (4) S4=50 mm III- Manipulation : 1) Etude de la épa tition de p ession le long du tube de Ventu i : On fixe le débit de l'ai à l'aide du potentiomèt e du églage de la vitesse et on acco de le manomèt e avec tous les points de mesu e pou mesu e la p ession statique, pa la suite on modifie ce débit et on p ocède aux mêmes mesu es : P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 Débit 1 Débit 2 Débit 3 Débit 4 Débit 5 Débit 6 Débit 7 2) Mesu es du débit volumique à t ave s le tube de Ventu i : B anche le manomèt e aux points de mesu es (1) et (4) dont les sections sont connues et li e la p ession diffé entielle P1-P4 ; on efait l'expé ience pou plusieu s débits : 2
MDF Ecoulement dans un tube de Ventu i P1-P4 P2-P4 P3-P4 P5-P4 TP 3 P6-P4 P7-P4 Débit 1 Débit 2 Débit 3 Débit 4 Débit 5 Débit 6 Débit 7 IV- Résultats : Pou un débit constant 1) Calcule les diamèt es du tube de Ventu i aux diffé ents points de diamèt es : d2, d3, d5 d6 et d7 et p écise leu s vitesses et leu s p essions: On appelle (d1=100 mm et d4=50 mm) Section Diamèt e (mm) Vitesse v P ession P 1 100 2 3 4 50 5 6 7 2) T ace le g aphe : P ession en fonction de la section P = f(S) de la épa titio n de la p ession le long du tube de Ventu i 3) T ace le g aphe : vitesse en fonction de la section v= f(S) de la épa tition de la vitesse le long du tube de Ventu i (conclu e). 4) Calcule le débit théo ique et éel dans chaque section sachant que le débit théo ique Qv( éel) = Cd.Qv(théo ique) avec Cd=0.98 dans not e cas Section Débit
