Exame de Mecânica dos Fluidos: Problemas do Medidor Venturi

FACULTE DE GENIE MÉCANIQUE ET DE GENIE DES PROCEDES : Le 15 décembre 201 2
3CMt ANNÉE LICENCE GÉNIE DES PROCÈDES : GC, CR, GPh et GA '
INTERROGATION DE MÉCANIQUE DES FLUIDES , ,
Débitmètre à Tuyère de Venturi
Une tuyère de Venturi dont le diamètre au-col est - D^ est insérée dans une conduite
rectiligne de diamètre JD, dans laquelle de l'air s'écoule. Deux piquages, pratiqués l'un au .col
de la tuyère, l'autre dans une section amont de diamètre D, sont connectés par 'des tuyaux
souples aux deux branches en veftfe fte rayons^Hfr etd'un tube en U, rempli d'eau de
masse volumique _p_m. La pleine échelle de ce manomètre est de 40 mm'CE et porte dey
graduations tous les 0,2 mm CE. On veut utiliser l'ensemble (tuyère + manomètre) comme
débitmètre. • . ' • •
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1. Pourquoi pratique-t-on le piquage dans une. section amont au lieu d'une section en
aval du col ? ,
Quand l'écqulemerit dans la conduite,est stationraire, les interfaces A et_B_scstabilisent sous
forme de 'ménisques' qu'on assimilera à des calottes sphériques d'angle de mouillage 8.
2. Exprimer la différence de pression motrice Ap* entre ces deux piquages de deux
manières différentes. Donner alors la relation-entre l'indication h du manomètre, le débit
volumique Q de l'air, les masses volumiques 'pm et p et les paramètres D. Do," rA, rB, 6,
o et g.
3. Avec quelle précision peut-on approxirner. (pm - p) g h par (pm g h) ?
La pression de l'air dans la veine reste vpisine de la pression atmosphérique; son débit
est appelé à décrire une gamme allant de 600 à 1000 m3/h alors que sa température peut
varier (indépendamment du débit) entre l'ambiante (20 °C) et 600 °C.
4. Quel doit être le diamètre Do pour-'qu'on puisse utiliser le débitmètre en toutes
conditions avec la meilleure précision, sachant que l'on a D = î 10 mrft ?
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5. Quelle est l'incertitude relative sur le débit si.vous aviez la possibilité d'usiner la
tuyère avec une tolérance sur les diamètres de 20 um, sachant que la précision sur la pression
est de 2 mm Hg, celle de la température de 2 °C, en revanche, or supposera que la
dénivellation est connue avec exactitude.
6. Serait-il raisonnable de négliger les effets de tension superficielle dans l'expression
de la dénivellation h ? Dans le cas contraire, quelles précautions faudrait-il prendre 9 >
Données : , '
o = 75 ÎO"3 N/m rA - 6 mm . • r« = S mm
pm = 1000 kg/m3 0 = 30° ' .

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