Pourquoi l'effet Venturi?

[invitebddb3682]

Bonjour,
j'ai cherché dans les discussions existantes, mais sans trouver, donc je me lance..

Pourquoi l'air/l'eau accélère-t'ils dans le goulot d'étranglement d'un tube 'Venturi'?
Certes, on peut répondre, "pour garder le débit constant dans un fluide incompressible, le fluide doit accélérer", mais pourquoi le débit est-il constant?

Une autre possibilité serait que les molécules s'accumulent avant le goulot d'étranglement, la pression augmentant avant le goulot sans qu'il y ait d'accélération dans le goulot..

Que se passerait-il si on faisait l'expérience avec du sable?

Je ne comprends pas intuitivement pourquoi il y a ce phénomène d'accélération, plutôt qu'un simple 'embouteillage'..

Donc si vous avez des lumières, je suis preneur, ça fait longtemps que ça me tracasse..
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[trebor]

Bonjour,
Mon avis de non scientifique !
Si il ni a pas de venturi dans la canalisation, il ni a pas de limitation ou d'augmentation de pression dans la canalisation (pression et débit égale partout dans le tuyau).
Si il y a un coude ou un venturi, cela constitue un obstacle au débit, cela provoque 2 effets.
1.Augmentation de la pression avant le venturi (dû à l'obstacle rencontré).
2.Baisse de la pression à la sortie du venturi (le débit est réduit, mais la vitesse augmente)
Si on mesure la pression avant et après le venturi, elle sera plus faible en sortie.
L'accélération au niveau du venturi tant à maintenir les pressions constante de chaque côté mais ni parvient pas.

L'association de pression et dépression de part et d'autre du venturi provoque l'accélération au point le plus étroit de l'étranglement.
Un scientifique te donnera sûrement une meilleure explication.
A+

[invite9c9b9968]

Salut,

Le débit volumique reste constant car le fluide vérifie l'équation de conservation de la masse, et qu'il est incompressible

[inviteccb09896]

Bonjour

Si le phénomène n'est pas intuitif en parlant alors regarde la démonstration mathématique de l'effet Venturi elle permet de mieux comprendre de quoi il en retourne.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebddb3682]

A isozv, la démonstration mathématique "présuppose" que le débit est constant, ma question était, pourquoi supposer le débit constant, plutôt qu'un phénomène d'embouteillage?
J'aime bien l'explication de trebor.

[Ciscoo]

Bonjour à tous...

Accepter qu'il y a embouteillage, c'est dire que le liquide est compressible... ! Il faut choisir : Est on dans un domaine ou le liquide est compressible, ou le contraire ?

@+

[invite88ef51f0]

Salut,
De toute façon, un embouteillage ne peut être que transitoire... Tu ne peux pas accumuler indéfiniment de la matière en un point.

[invite640fdc35]

dans le venturi,ne peut-on pas dire que les molécules de fluide en mouvement n'appartiennent plus au mème espace - temps que celui des atomes de la paroi?

[invitebddb3682]

"Ciscoo:Accepter qu'il y a embouteillage, c'est dire que le liquide est compressible."

Je ne suis pas sur que tu ai raison: si tu bloque le coude, le fluide va s'arrêter de couler et il y aura "embouteillage": augmentation de la pression sans pour autant qu'il y ait compression.

D'accord avec Coincoin, cette augmentation de la pression est forcément limitée, mais..

Ce qui me gène, c'est l'interaction avec la paroi, je comprends bien que s'il y a un déséquilibre de pression entre l'amont et l'aval, le débit dans le goulot va tendre à augmenter pour égaliser la pression mais cela devrait être freiner par les frottements avec la paroi il me semble..

[invite4baed56c]

Bonjour,
Pour tenter de comprendre intutivement le phénomène il est impératif de mettre à contribution toutes les variables importantes du problème.
Dans le cas de l'air par exemple que nous assimilerons à un gaz parfait pour l'expérience, le débit dépend de la vitesse, du delta de pression, de la TEMPERATURE et des conditions géometriques du ou des conduits. Puisque le but est une compréhension intuitive du phénomène, je vais essayer de limiter au maximum les formules....hum! Sachant que dans un conduit cylindrique ou conique le débit maximum sera atteint à la section la plus étroite, et qu'à cet endroit la vitesse sera au maximum égale à la vitesse locale du son dépendante de la température du fluide, on peut se représenter la densité du fluide comme étroitement dépendante de sa température, et sa vitesse comme étroitement dépendante du delta de pression. Ainsi, une forte température rendra le fluide moins dense (chaque molécule prend plus de place dans le volume à cause de son agitation importante) et un fort delta de pression rendra la vitesse globale du flux plus importante puisque le fluide tendra à équilibrer de la haute vers la basse pression.
On se représente alors aisément des molécules en surpression à l'amont d' un conduit conique: elles se tassent les unes sur les autres jusqu'à ce que ce tassement provoque une pression égale à la pression amont, cependant le conduit étant ouvert sur l'aval, le tassement n'est pas complet et provoque un delta de pression tres important à la sortie aval. En effet à cet endroit la vitesse des molécules qui "s'échappent" étant égale ou proche de celle du son, la pression locale y est extremement faible (les molécules ont à cet endroit quasiment un vecteur unique perpendiculaire à la section de sortie) c' est pourquoi l'air ambiant tend à compenser et applique une pression sur le flux de sortie avec des vecteurs quasi isotropiques qui font que les molécules de l'air ambiant viennent percuter les molécules de flux et son entrainées avec le flux de sortie. C'est l'effet venturi.
En espérant avoir été assez clair et comprehensible...

cdlt Nick

[invitebddb3682]

Moui, merci pour la réponse, je crois qu'intuitivement la raison pour laquelle l'effet Venturi marche plutôt qu'un embouteillage est que les molécules vibrent a une vitesse bien supérieure a celle de l'écoulement de l'air donc la différence de pression qui tend a se creer entre l'aval et l'amont est vite "résorbée": diametre du goulot * vitesse du son, ça fait un sacré débit maximum pour équilibrer les pression..

A mon avis ce phénomène ne se produirait pas avec du sable, qu'en pensez-vous?

[invite7ce6aa19]

Moui, merci pour la réponse, je crois qu'intuitivement la raison pour laquelle l'effet Venturi marche plutôt qu'un embouteillage est que les molécules vibrent a une vitesse bien supérieure a celle de l'écoulement de l'air donc la différence de pression qui tend a se creer entre l'aval et l'amont est vite "résorbée": diametre du goulot * vitesse du son, ça fait un sacré débit maximum pour équilibrer les pression..

A mon avis ce phénomène ne se produirait pas avec du sable, qu'en pensez-vous?

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Bonjour, je trouve la question très pertinente.
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Je crois que la réponse tiend à la combinaison de 2 idées simples.
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1- l'incompressibilité du liquide déjà mentionnée par d'autre forumeurs. De ce point de vue, et de ce point de vue seulemement, le liquide se comporte comme un solide: il transmet instantanément la force qui le met en mouvement.
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2- Un liquide adopte la forme du récipient qui le contiend. Cela est due à l'absence de "ressort" de rappel vis a vis des contraintes de cisaillement.
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Le liquide se comporte d'une façon comme un tout mais il peut s'adapter à la géométrie locale et pour çà il est obligé d'accéler pour assurer le principe de "rigidité solide".

[invite4baed56c]

Moui, merci pour la réponse, je crois qu'intuitivement la raison pour laquelle l'effet Venturi marche plutôt qu'un embouteillage est que les molécules vibrent a une vitesse bien supérieure a celle de l'écoulement de l'air donc la différence de pression qui tend a se creer entre l'aval et l'amont est vite "résorbée": diametre du goulot * vitesse du son, ça fait un sacré débit maximum pour équilibrer les pression..

A mon avis ce phénomène ne se produirait pas avec du sable, qu'en pensez-vous?

En effet, la densité du sable ne varie pas intimement avec la température, ni avec la pression, ce qui est le cas pour les fluides. Un gaz ou un liquide va voir sa densité ainsi que son agitation moléculaire varier très sensiblement en fonction de la température. Chaque molécule qui le compose dispose de dégrés de liberté dont les grains de sable sont dépourvus, d'où une dynamique bien plus complexe pour les fluides.( les sable n'étant pas un fluide mais un solide de type poudreux).