Introduction: Le Venturi est un appareil composé d'une convergente conique, d'un col cylindrique et d'une divergente conique. Il est utilisé depuis très longtemps pour mesurer le débit d'une conduite. Le fluide circulant dans la conduite passe dans un convergent avant d'atteindre un col de section inférieure à celle de la conduite. La vitesse d'écoulement augmente dans ce convergent, ce qui correspond à une diminution de pression en fonction du débit. On peut en déduire la valeur du débit de l'écoulement/ Apres le col, le fluide passe dans un divergent ou il perd sa vitesse et remonte en pression. But de TP: A l'aide de l'appareil de venturi, on mesure le débit d'une conduite pour un fluide en compressible, ainsi que la répartition des pressions le long du divergent et du convergent du venturi. Description et schéma de l'appareil: L’appareil est fabriqué en matériau transparent, l’eau fournée par l’alimentation du banc hydraulique arrive dans le venturi par un tuyau flexible branché après la vanne de commande conduit l’eau portant de l’appareil au réservoir de mesure du banc hydraulique. Des prises de pression sont reliées a des tubes manométriques verticaux montes en face d’échelles graduées en « mm » les tubes manométriques sont reliés entre eux à leurs extrémités supérieures par un collecteur permettant de régler la quantité d’air an tenue dans l’appareil. Ce collecteur est équipé d’une value à l’une de ses extrémités l’ensemble constituant l’appareil : le venturi, les tubes manométriques et les règles gradués est monté sur un support à pieds réglables qui permettent de mettre l’appareil à niveau. Dans les venturis utilisés pour la mesure du débit dans les conduites, on ne perce qu’une prise de pression à l’entrée du divergent et une prise de niveau du col. Les valeurs ainsi relevées sont suffisantes pour déduire le débit, les nombreuses prises de pression percées sur le venturi d’étude on pour but de permettre une étude précise de la répartition des pressions le long du divergent et du convergent du venturi. Tableau des résultats: 1ére tableau: h(mm) 1 h1 190 h2 180 h3 85 h4 0 h5 10 h6 70 h7 110 h8 130 h9 140 h10 150 h11 160 h1-h4 190 2 200 190 110 10 30 90 120 140 150 160 160 190 3 200 190 120 20 40 100 130 150 160 170 170 180 4 210 200 130 30 50 100 130 150 170 170 180 5 210 200 130 40 60 110 140 160 170 180 180 180 170 6 220 210 140 50 70 120 150 170 180 190 190 170 7 220 210 150 60 70 130 160 170 180 190 190 160 8 230 220 160 70 90 140 160 180 190 200 200 160 9 230 220 160 80 90 140 170 180 200 210 210 150 Détermination du coefficient Cq du Venturi pour les différents débits: t (s) V (ml) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1440 1420 1410 1300 1110 900 800 700 600 Qexp (m3/s) Qthé (m3/s) Cq 4.8*10-4 4.73*10-4 4.7*10-4 4.33*10-4 3.7*10-4 3*10-4 2.67*10-4 2.33*10-4 2*10-4 4.23*10-4 4.23*10-4 4.12*10-4 4.12*10-4 4*10-4 4*10-4 3.88*10-4 3.88*10-4 3.76*10-4 1.13 1.11 1.14 1.05 0.92 0.75 0.68 0.6 0.53 Cq = Qexp / Qthé Qthé = S4 √ 2𝑔 𝑆4² ) 𝑆1² 1−( √ℎ1 − ℎ4 S4=201.11 mm2 et S1=530.9 mm2 Qexp = V(m3)/t(s) A.N: Qthé=201.11*10-6√ 2∗10 201.11² 1−( 530.9² ) √ℎ1 − ℎ4 Exemple de calcule : Qexp =1440*10-6/3= 4.8*10-4(m3/s) Qthé = 9.718 * 10-4 √(190 − 0) ∗ 0.001 Qthé =4.23* 10-4(m3/s) Traçage des graphes: Qexp = f(Qthé) (h1 - h4) = f(Qréel) Qthé = 9.718 * 10-4 √(ℎ1 − ℎ4) ∗ 0.001 Détermination du C moyenne tg graphiquement: Y2 Y1 4.7 4.8 0.9090 tg 0.9 Cmoy 0.87 X 2 X 1 4.12 4.23 Etude la répartition des pression : hn-h1/(v4² /2g)=(s4/s1)-( s4/sn) Tableau de la répartition des pression donc le venturi : Surface de la Qthé (m3 /s) section 4 S4 (m²) 3.76*10-4 2,011*10-4 4.02*10-4 4.23*10-4 Qmin Qmoy Qmax Qmin hn-h1/(v4² /2g) V4² V4²/2g 1.86 1.99 2.10 3.49 3.99 4.42 0.174 0.199 0.221 Qmoy hn-h1/(v4² /2g) hn-h1 0 -0.01 0 -1.74*10-3 0 -0.01 0 -1.99*10-3 0 -0.01 0 -2.21*10-3 0 20* 10-3 3 -0.105 -18.27*10-3 -0.08 -15.92*10-3 -0.07 -15.47*10-3 32* 10-3 4 -0.19 -33.06*10-3 -0.17 -33.83*10-3 -0.15 -33.15*10-3 46* 10-3 5 -0.18 -31.32*10-3 -0.15 -29.85*10-3 -0.14 -30.94*10-3 61* 10-3 6 -0.12 -20.88*10-3 -0.1 -19.9*10-3 -0.09 -19.89*10-3 76* 10-3 7 -0.08 -13.92*10-3 -0.07 -13.93*10-3 -0.06 -13.26*10-3 91* 10-3 8 -0.06 -10.44*10-3 -0.05 -9.95*10-3 -0.05 -11.05*10-3 106* 10-3 9 -0.05 -8.7*10-3 -0.04 -7.96*10-3 -0.03 -6.63*10-3 121* 10-3 10 -0.04 -6.96*10-3 -0.03 -5.97*10-3 -0.02 -4.42*10-3 136* 10-3 11 -0.03 -5.22*10-3 -0.03 -5.97*10-3 -0.02 -4.42*10-3 156* 10-3 (m) hn-h1 Qmax hn-h1/(v4² /2g) Nbr de hab 1 2 (m) hn-h1 V4(m/s) (m) Distance (m) Commentaires des résultats. 1. On remarque que les résultats de théorique et de pratique du débit sont presque les mêmes juste une petite différence à cause des erreurs de l’appareille. 2. On remarque dans le graphe de Qexp = f(Qthé) qui représente droite de l’augmentation du débit expérimentale en fonction du débit théorique. 3. On remarque que le coefficient de venturi est très grand par rapport a la valeur réelle (C<1). 4. le graphe (h1 - h4) = f(Qréel) pour trois valeurs Qmin, Qmoy, Qmax représente une droite et ainsi l’augmentation de (h1 - h4) en fonction de f(Qréel). 5. On a dans le graphe h n-h1/v4² /2g en fonction hn-h1 trios courbe du débit Qmin, Qmoy, Qmax et on a observé de chaque courbe de trios partie c’est trios partie a cause de l’augmentation de la vitesse de l’écoulement dans le convergent, après le col, le fluide dans un divergent ou il perd sa vitesse, on peut explique la manipulation par la formule de Bernoulli : Z+P/ +V²/2g 6. On peut améliorer l'appareil par insérer à l’entrée du venturi et en son col une rondelle trouvée qui assure une valeur moyenne pour la pression, Pour plus de précision et pour tenir compte d’une valeur moyenne de la différence de pression, Conclusion: Le venturi est un moyen de mesure du débit à travers les conduites et les canaux fermés, il est utilisé dans l’écoulement des fluides. L’équation de continuité demande l’accroissement de la vitesse quand la section de l’écoulement diminue. L’équation de Bernoulli demande la diminution de la pression quand la vitesse augmente.
