Tube Ventouri [PDF]

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‫الجمهوريـة الجزائـريـة الديمقراطيـة الشعبيـة‬

République Algérienne Démocratique et Populaire ‫وزارة التعليــم العالـي والبحـث العلمـي‬

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

Université Abdelhafid Boussouf-Mila Institut des Sciences et Technologie Département des Sciences et Technologie

Master 01 Domaine : Sciences et Technologie Filière : Energétique Spécialité : Energétique

Thème :

TP 02 :Tube Ventouri

Fait par : ➢ LARGUET Djomana ➢ CHERGUI Nehla Dirigé par : Enseignant BENDJEGHLOUL

Année Universitaire : 2021/2022

I.

Introduction :

La tube de venturi est utilisé pour la mesure du débite des fluides, il permet de déterminer la différence de pression entre la section normale et la section rétrécie du tube déférence qui d’après le prince de Bernoulli est proportionnelle au carré du débit du fluide.

Figure 01 : Tube venturi II.

Principe de l’appareil :

La venturi est un appareil utilisé pour mesurer le débit d’une conduite le fluide circulant dans la conduite passe dans un convergent avant d’atteindre un col de section inferieur à celle de la conduite avant la vitesse de l’écoulement augmentation de vitesse carres. Pond à une diminution de pression, on peut donc déduire la valeur du débit après le col, le fluide passe par un divergent au il perd de sa vitesse et remote en pression

Figure 02 : description de l’appareil hydraulique 1

Utilisations : Le tube de venturi est l’utilisation aéronautique pour mesurer la vitesse relative eval mais aussi dans les carburateurs automobiles ainsi que dans les aérographes le tube de venturi est utilisé dans les sites industriels pour mesurer le débit d’un fluide dans une canalisation. III. Formule de calcul : - L’équation de Bernoulli 𝑈1² 2𝑔

+ ℎ1 =

𝑈2² 2𝑔

𝑈𝑛²

+ ℎ2 +

2𝑔

+ ℎ𝑛 ……………..(01)

U1 , U2 ,U3 : vitesse dans (01), (2) et (n) - L’équation de continuité donne : U1 S2 = U2 S2 = Un Sn = QV …………….(02) (1)

(2) :

U2² S2

U2²

2g

2g

( )+ h1 = S1

+ h2 …………….(03)

2𝑔 (ℎ1−ℎ2 1/2 ] 𝑠2 1−( )²

U2 = [

𝑠1

- Le débit volumique théorique : 2𝑔 (ℎ1−ℎ2 1/2 ] …………….(04) 𝑠2 1−( 𝑠1)²

Qv (théorique) = S2 [

(C) coefficient du venturi et fonction de débit Qv = C S2 U2 Données d’expériences : - La masse utilisée pour déterminer le débit massique est m=7,5 kg - La densité de l’eau  = 1000 m3/kg - La gravité g= 9,841 m/s² Position de relevé diamétre

A(1)

B

C

D(2)

E

F

G

H

J

K

L

0,026

0,0232

0,186

0,016

0,0168

0,01847

0,02016

0,02184

0,02353

0,02525

0,026

2

Figure 03 : prise de pression 1- Replis le tableau 01 : N° d’essai 1 2 3 4 5 6

hA (m) 0,143 0,146 0,150 0,157 0,163 0,196

hD (m) 0 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050

(hA-hD) 0,143 0,136 0,130 0,127 0,123 0119

E(S) 22,23 24,18 25,39 26,26 27,01 28,26

M=m/t (kg/s) 0,337 0,310 0,295 0,285 0,277 0,265

Qv (Exp) (m3/s) 3,37×10-4 3,10×10-4 0,295×10-4 2,85×10-4 2,77×10-4 2,65 ×10-4

Qv (THEO) (m3/s) 3,674×10-4 3,546×10-4 3,466 ×10-4 3,426 ×10-4 3,373 ×10-4 3,316 ×10-4

Calculs numériques : 1- (hA-hD) (mCE) hA1-hD1=0,143 -0 = 0,143 mCE hA2-hD2=0,149 -0,01 = 0,136 mCE hA3-hD3=0,150 -0,02 = 0,130 mCE 3

hA4-hD4=0,157 -0,03 = 0,127 mCE hA5-hD5=0,163 -0,04 = 0,123 mCE hA6-hD6=0,169 -0,050 = 0,119 mCE 2- m (m/t) (kg/s) m1 = 7,5/22,23 = 0,337 kg/s m2 = 7,5/24,18 = 0,310 kg/s m3 = 7,5/25,39 = 0,295 kg/s m4 = 7,5/26,26 = 0,285 kg/s m5 = 7,5/27,01 = 0,277 kg/s m6 = 7,5/28,26 = 0,265 kg/s 3- Qv (Exp) (m3/s) = m/p Qv(Exp)1= m1/p = 0,337/1000=3,37 × 10-4 Qv(Exp)2= m2/p = 0,310/1000=3,37 × 10-4 Qv(Exp)3= m3/p = 0,295/1000=3,37 × 10-4 Qv(Exp)4= m4/p = 0,285/1000=3,37 × 10-4 Qv(Exp)5= m5/p = 0,277/1000=3,37 × 10-4 Qv(Exp)16= m6/p = 0,265/1000=337 × 10-4 𝟐𝒈 (𝒉𝟏−𝒉𝟐 1/2 ] 𝒔𝟐 𝟏−( 𝒔𝟏)²

4- Qv(THEO) (m3/s) = S2 [

S1= πD12 /4 = 3,14 (0,026)2 /4 = 5,3066 × 10-4 m2 S1= πD12 /4 = 3,14 (0,016)2 /4 = 2,0096 × 10-4 m2 Qv(THEO)1 = 2,0096 × 10-4 [

2(9,81) (0,143) 2,0096×10−4 1−( )² 5,3066 10−4

]1/2 = 3,674 ×10-4 m3/s

4

Qv(THEO)2 = 2,0096 × 10-4 [

Qv(THEO)3 = 2,0096 × 10-4 [

Qv(THEO)4 = 2,0096 × 10-4 [

Qv(THEO)3 = 2,0096 × 10-4 [

Qv(THEO)3 = 2,0096 × 10-4 [

2(9,81) (0,1,36) 2,0096×10−4 1−( )² 5,3066 10−4

2(9,81) (0,130) 2,0096×10−4 1−( )² 5,3066 10−4

2(9,81) (0,127) 2,0096×10−4 1−( )² 5,3066 10−4

2(9,81) (0,123) 2,0096×10−4 1−( )² 5,3066 10−4

2(9,81) (0,119) 2,0096×10−4 1−( )² 5,3066 10−4

]1/2 = 3,546 ×10-4 m3/s ]1/2 = 3,466 ×10-4 m3/s ]1/2 = 3,426 ×10-4 m3/s ]1/2 = 3,373 ×10-4 m3/s ]1/2 = 3,3167 ×10-4 m3/s

Remplis le tableaux 02 : N° d’essai 1 2 3 4 5 6

Qv (Exp) (m3/s) 3,37 × 10-4 3,10 × 10-4 2,95 × 10-4 3,37 × 10-4 2,85 × 10-4 2,65 × 10-4

Qv(THEO) (m3/s) 3,6749 × 10-4 3,546 × 10-4 3,466 × 10-4 3,426 × 10-4 3,373 × 10-4 3,316 × 10-4

(hA-hD)1/2 (mCE)

C

0,3781 0,3687 0,3505 0,3563 0,3507 0,3449

1,0104 0,9749 0,9529 0,9419 0,9274 0,9119

Calculs numériques : 1- (hA-hD)1/2 (mCE) (h1-h1)1/2 = (0,143)1/2 = 0,3781 mCE (h2-h2)1/2 = (0,136)1/2 = 0,3687 mCE (h3-h3)1/2 = (0,130)1/2 = 0,3605 mCE (h4-h4)1/2 = (0,127)1/2 = 0,3563 mCE 5

(h5-h5)1/2 = (1,123)1/2 = 0,3563 mCE (h6-h6)1/2 = (0,119)1/2 = 0,3449 mCE 2- Qv = CS2 U2 𝟐𝒈 (𝒉𝟏−𝒉𝟐) 1/2 ] = 𝑺𝟐 𝟏−( )²

U2 = [

𝑺𝟏

C=

[

𝑄𝑉 𝑆2𝑈2

2(9,81) (0,143) 2,0096×10−4 1−( )² 5,3066 10−4

]1/2 = 1,8098

C1 = 3,674 × 10-4 / 2,0096 × 10-4 = 1,0104 C2 = 3,546 × 10-4 / 2,0096 × 10-4 = 0,9749 C3 = 3,466 × 10-4 / 2,0096 × 10-4 = 0,9529 C4 = 3,426 × 10-4 / 2,0096 × 10-4 = 0,9419 C5 = 3,373 × 10-4 / 2,0096 × 10-4 = 0,9274 C6 = 3,3167 × 10-4 / 2,0096 × 10-4 = 0,9119 Remplis le tableaux 03 :

A(1) B C D(2) E F G H J K L

Section position (m²)

Position des pressions piézométrique

TUBE 01

5,3066×10-4 4,15265×10-4 2,5434×10-4 2,0096×10-4 2,2155×10-4 2,6779×10-4 3,1904×10-4 4,744×10-4 4,3462×10-4 5,0048×10-4 5,3066×10-4

Qv (EP) (mys) =0 (hn − h1) hn (m) (hn-h1) (m) 𝑀2² 2𝑔 0,143 0 0 0,31 0,012 0,0718 0,076 0,067 0,4014 0 0,143 0,8568 0,014 0,129 0,7729 0,059 0,084 0,5032 0,084 0,059 0,3535 0,098 0,045 0,2696 0,107 0,036 0,2156 0,113 0,030 0,1797 0,118 0,025 0,1497

TUBE 02

Qv (EXP) (m3/s) =0 (hn − h1) hn (m) (hn-h1) (m) 𝑀2² 2𝑔 0,169 0,026 0,1557 0,160 0,017 0,1018 0,113 0,030 0,1797 0,050 0,093 0,5572 0,057 0,086 0,5152 0,095 0,048 0,2875 0,119 0,024 0,1437 0,131 0,012 0,07189 0,140 0,003 0,0179 0,145 0,002 0,01198 0,149 0,006 0,0359

6

Calculs numériques : 1- Section de position (m2) = 2πD² /4

SA : 3,14 (0,026)² /4 = 5,3066× 10-4 m² SB : 3,14 (0,0232)² /4 = 4,15265× 10-4 m² SC : 3,14 (0,184)² /4 = 2,5434× 10-4 m² SD : 3,14 (0,016)² /4 = 2,0096× 10-4 m² SE : 3,14 (0,0168)² /4 = 2,2155× 10-4 m² SF : 3,14 (0,01847)² /4 = 2,6779× 10-4 m² SG : 3,14 (0,02016)² /4 = 3,1904× 10-4 m² SH : 3,14 (0,02184)² /4 = 4,744× 10-4 m² SJ : 3,14 (0,02353)² /4 = 4,3462× 10-4 m² SK : 3,14 (0,02525)² /4 = 5,0448× 10-4 m² SL : 3,14 (0,026)² /4 = 5,3066× 10-4 m²

2- (hn-h1 ) (m)

( hnA - h1 ) = ( 0,143 - 0,143 ) = 0 m ( hnB - h1 ) = ( 0,131 - 0,143 ) = 0,012 m ( hnC - h1 ) = ( 0,076 - 0,143 ) = 0,067 m ( hnD - h1 ) = ( 0 - 0,143 ) = 0,143 m ( hnE - h1 ) = ( 0,014 - 0,143 ) = 0,129 m ( hnF - h1 ) = ( 0,059 - 0,143 ) = 0,084 m ( hnG - h1 ) = ( 0,084 - 0,143 ) = 0,059 m ( hnH - h1 ) = ( 0,098 - 0,143 ) = 0,045 m 7

( hnJ - h1 ) = ( 0,107 - 0,143 ) = 0,036 m ( hnK - h1 ) = ( 0,113 - 0,143 ) = 0,030 m ( hnL - h1 ) = ( 0,118 - 0,143 ) = 0,025 m 3-

(𝐡𝐧−𝐡𝟏)

;

𝑴𝟐² 𝟐𝒈

( hnA - h1 ) /

2𝑔 𝑀2²

( hnC - h1 ) /

2𝑔

( hnD - h1 ) /

𝑀2² 2𝑔 𝑀2²

( hnE - h1 ) /

𝑀2²

( hnH - h1 ) /

𝑀2² 2𝑔 𝑀2² 2𝑔

𝑀2²

( hnK - h1 ) /

2𝑔

𝑀2² 2𝑔

𝟐(𝟗,𝟖𝟏)

= 𝟎, 𝟏𝟔𝟔𝟗

= 0/1,669 = 0 = 0,012/1,669 = 0,718 = 0,067/1,669 = 0,4014 = 0,143/1,669 = 0,8562

= 0,059/1,669 = 0,3535 = 0,045/1,669 = 0,2696

= 0,036/1,669 = 0,2156

𝑀2² 2𝑔

(𝟏,𝟖𝟎𝟗𝟖)²

= 0,084/1,669 = 0,5032

2𝑔

( hnG - h1 ) /

𝟐𝒈

=

= 0,129/1,669 = 0,7729

2𝑔

( hnF - h1 ) /

( hnL - h1 ) /

2𝑔 𝑀2²

( hnB - h1 ) /

( hnj - h1 ) /

𝑀2²

𝑴𝟐²

= 0,030/1,669 = 0,1797 = 0,025/1,669 = 0,1497

4- ( hn - h1 ) (m)

( hnA - h1 ) = ( 0,169 - 0,143 ) = 0,026 m ( hnB - h1 ) = ( 0,16 - 0,143 ) = 0,017 m ( hnC - h1 ) = ( 0,113 - 0,143 ) = 0,030 m 8

( hnD - h1 ) = ( 0,050 - 0,143 ) = 0,093 m ( hnE - h1 ) = ( 0,057 - 0,143 ) = 0,086 m ( hnF - h1 ) = ( 0,095 - 0,143 ) = 0,048 m ( hnG - h1 ) = ( 0,119 - 0,143 ) = 0,024 m ( hnH - h1 ) = ( 0,131 - 0,143 ) = 0,012 m ( hnJ - h1 ) = ( 0,140 - 0,143 ) = 0,003 m ( hnK - h1 ) = ( 0,145 - 0,143 ) = 0,002 m ( hnL - h1 ) = ( 0,149 - 0,143 ) = 0,006 m 5 – ( hn – h1 ) / ( hnA - h1 ) /

2𝑔 𝑀2²

( hnC - h1 ) /

2𝑔

( hnD - h1 ) /

𝑀2² 2𝑔 𝑀2²

( hnE - h1 ) /

𝑀2²

( hnH - h1 ) /

𝑀2² 2𝑔 𝑀2² 2𝑔

𝑀2²

( hnK - h1 ) /

2𝑔

𝑀2² 2𝑔

= 0,017/1,669 = 0,1018 = 0,030/1,669 = 0,1797 = 0,093/1,669 = 0,5572

= 0,024/1,669 = 0,1437 = 0,012/1,669 = 0,07189

= 0,003/1,669 = 0,0179

𝑀2² 2𝑔

= 0,026/1,669 = 0,1557

= 0,048/1,669 = 0,2875

2𝑔

( hnG - h1 ) /

𝟐𝒈

= 0,086/1,669 = 0,5152

2𝑔

( hnF - h1 ) /

( hnL - h1 ) /

2𝑔 𝑀2²

( hnB - h1 ) /

( hnj - h1 ) /

𝑀2²

𝑴𝟐²

= 0,002/1,669 = 0,01198 = 0,006/1,669 = 0,1669 9