Qu'est-ce que le calculateur de débit Venturi ?
Un débitmètre Venturi mesure le débit volumique d'un fluide dans une conduite en s'appuyant sur le principe de Bernoulli : lorsque le fluide accélère en traversant un col rétréci, sa pression chute. En mesurant cette différence de pression entre l'entrée et le col, on peut en déduire le débit. Ce calculateur universel fonctionne pour n'importe quel fluide incompressible, exprimé dans un système d'unités SI cohérent.
Comment l'utiliser
Saisissez le diamètre d'entrée \(D_1\) et le diamètre au col \(D_2\) (en mètres), la différence de pression mesurée \(\Delta P\) (en pascals), la masse volumique du fluide \(\rho\) (en kg/m³) et le coefficient de décharge \(C_d\) (généralement compris entre 0,95 et 0,99 pour un Venturi bien conçu). Le calculateur fournit le débit volumique en m³/s et en L/s, la vitesse au col, ainsi que les deux sections transversales.
La formule expliquée
L'équation de référence est la suivante :
$$Q = \text{C}_d \cdot A_2 \cdot \sqrt{\dfrac{2\,\Delta P}{\rho\left(1 - \left(\frac{A_2}{A_1}\right)^2\right)}}$$
où \(A_1 = \frac{\pi}{4} D_1^2\) et \(A_2 = \frac{\pi}{4} D_2^2\) désignent respectivement les sections d'entrée et du col. Le coefficient de décharge \(C_d\) tient compte des frottements réels et de l'écoulement non idéal. La vitesse au col se calcule simplement par \(v_2 = Q/A_2\).
Exemple concret
Pour \(D_1 = 0{,}1\) m, \(D_2 = 0{,}05\) m, \(\Delta P = 5000\) Pa, \(\rho = 1000\) kg/m³ et \(C_d = 1\) : \(A_1 = 0{,}0078540\) m², \(A_2 = 0{,}0019635\) m², rapport des sections = 0,25, donc \(1 - 0{,}25^2 = 0{,}9375\). On obtient alors $$Q = 1 \times 0{,}0019635 \times \sqrt{\frac{10000}{937{,}5}} = 1 \times 0{,}0019635 \times 3{,}2660 = 0{,}006413 \ \text{m}^3/\text{s}$$ et une vitesse au col de \(0{,}006413 / 0{,}0019635 \approx 3{,}266\) m/s. Avec \(C_d = 0{,}98\), la vitesse passe à environ 3,20 m/s.
FAQ
Quelle valeur de \(C_d\) dois-je utiliser ? Un tube de Venturi classique présente généralement un coefficient de décharge compris entre 0,95 et 0,99. Utilisez 1,0 pour un calcul théorique idéalisé.
Cela fonctionne-t-il pour les gaz ? L'équation suppose un fluide incompressible ; elle est donc précise pour les liquides ainsi que pour les gaz à faible vitesse et faible perte de charge. Pour un écoulement compressible, vous devez introduire un facteur d'expansibilité.
Pourquoi la vitesse au col est-elle supérieure à la vitesse d'entrée ? La conservation de la masse (équation de continuité) oblige le fluide à accélérer en traversant la section réduite du col, ce qui explique précisément la chute de pression à cet endroit.
