Pression et débit d'un fluide par gravité ?

[invitea89e2b5d]

Bonjour !

J'ai besoin de vos lumières afin de répondre à quelques questions techniques concernant vraisemblablement la mécanique des fluides. (et encore je ne suis pas sûr, à vous de me dire.)

Je vous ai fait un joli dessin.

Je sais que la pression atmosphérique a une action sur le liquide, c'est déjà ça. Mais que celle-ci diminue avec l'altitude. Par conséquent, la hauteur à laquelle j'accroche mon bidon n'a donc pas d'importance ? La pression Atmosphérique sera toujours d'environ 1 bar ?

J'imagine que le liquide en question, de par son poids ( 10 kgs) est lui-même une pression (hydrostatique si j'ai bien compris. Le diamètre du tuyau de sortie est d'environ 1 cm².

Quel est le rapport (s'il y en a un) entre la pression du fluide (son poids, et qui va donc diminuer au fur et à mesure de l'écoulement), le diamètre du tuyau (voire également sa longueur) et le débit en sortie ?

Je sais, ça fait beaucoup de questions d'un coup. J'ai pris connaissance de la loi de bernoulli mais je ne crois pas qu'elle me soit d'un grand secours, faudrait-il encore que je la comprenne. (Je n'ai pas fait de hautes études, 2ème étage c'est tout... lol)

Merci d'avance pour votre aide précieuse.


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[Eurole]

Bonjour et bienvenue au forum.

Le titre est clair, les commentaires le sont moins.

La pression dans un liquide dépend de quoi ?

.

[invitea89e2b5d]

Vous m'en voyez navré. Je recommence plus simplement dans ce cas :

Vous pouvez constater, grâce au dessin joint, qu'un bidon est suspendu à une hauteur de 2 mètres. Il contient 10 litres d'eau.

J'aimerai connaitre les variations de pression et de débit à la sortie du tuyau en fonction de la hauteur de suspension.

Merci

[Eurole]

Vous m'en voyez navré. Je recommence plus simplement dans ce cas :
Vous pouvez constater, grâce au dessin joint, qu'un bidon est suspendu à une hauteur de 2 mètres. Il contient 10 litres d'eau.
J'aimerai connaitre les variations de pression et de débit à la sortie du tuyau en fonction de la hauteur de suspension.
Merci

Re.
Le dessin n'est pas encore validé, mais j'avais compris la question par la clarté du titre.

Ma question demeure: à la hauteur actuelle, la pression et la vitesse dépendent de quoi ?

.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea89e2b5d]

La pression et la vitesse... c'est ma question justement. Il n'y a qu'un phénomène de gravité, mais quels en sont les enjeux, les liens ?

Je viens de lire un autre sujet sur le siphonnage, cela se rejoint. J'ai donc appris que la pression atmosphérique était négligeable, ne subsiste donc que le poids du liquide, la pression hydrostatique. Si j'ai bien compris le calcul...

P(bar)=F(kg)/S(cm²)
ce qui équivaut donc à : P (bar) = 10/1=10 bars (?)

Cela me parait un peu beaucoup. (Je réfléchis encore, je reviendrai plus tard )
Merci

[invite6dffde4c]

Bonjour.
C'est pour quoi faire?
Encore un mobile perpétuel?
Fabriquer de l'énergie à partir de rien?
Au revoir.

[invitea89e2b5d]

Bonjour.
C'est pour quoi faire?
Encore un mobile perpétuel?
Fabriquer de l'énergie à partir de rien?
Au revoir.

Oh pas du tout, c'est bien plus simple que ça, comprendre le processus d'écoulement d'un liquide par gravité.

Voilà voilà...

PS : Vous répondez toujours aux questions en posant d'autres questions ? lol

[arrial]

Bonjour !

J'ai besoin de vos lumières afin de répondre à quelques questions techniques concernant vraisemblablement la mécanique des fluides. (et encore je ne suis pas sûr, à vous de me dire.)

Je vous ai fait un joli dessin.

Je sais que la pression atmosphérique a une action sur le liquide, c'est déjà ça. Mais que celle-ci diminue avec l'altitude. Par conséquent, la hauteur à laquelle j'accroche mon bidon n'a donc pas d'importance ? La pression Atmosphérique sera toujours d'environ 1 bar ?

J'imagine que le liquide en question, de par son poids ( 10 kgs) est lui-même une pression (hydrostatique si j'ai bien compris. Le diamètre du tuyau de sortie est d'environ 1 cm².

Quel est le rapport (s'il y en a un) entre la pression du fluide (son poids, et qui va donc diminuer au fur et à mesure de l'écoulement), le diamètre du tuyau (voire également sa longueur) et le débit en sortie ?

Je sais, ça fait beaucoup de questions d'un coup. J'ai pris connaissance de la loi de bernoulli mais je ne crois pas qu'elle me soit d'un grand secours, faudrait-il encore que je la comprenne. (Je n'ai pas fait de hautes études, 2ème étage c'est tout... lol)

Merci d'avance pour votre aide précieuse.

Ton image â marche pÔ …



Ce qui compte, c'est le dénivelé entre la surface libre, et l'orifice de sortie, soit h

♦ à débit nul [hydrostatique], la pression en sortie vaut

p○ =

[invitea89e2b5d]

Je vois, seule la hauteur du contenant influence la pression en sortie du tuyau ?

Et... d'après la loi de Venturi... si je presse le tuyau, la vitesse d'écoulement augmente et la pression diminue, c'est bien cela ? Et si la vitesse diminue, le débit aussi non ?(j'ai l'encéphale bouillonnant !! lool)

PS : Mon image n'est pas encore validée... snifff

[arrial]

Salut,


Ton image â marche pÔ …



Ce qui compte, c'est le dénivelé entre la surface libre, et l'orifice de sortie, soit h

♦ à débit nul [hydrostatique], la pression en sortie vaut

p○ = ρ.g.h
ρ(eau) ~ 1000 kg/m³
g = 9,81 N/kg
h [m]
p [pa ; 100 000 Pa = 1 bar]

L'équation de Bernoulli s'utilise comme suit, pour un fluide parfait [pas de pertes de charge, créées par la viscosité]

• p + ρ.g.h + ½ ρ.V² = cste le long d'une ligne de flux (ou une trajectoire)

• la section du réservoir étant grande devant celle de l'orifice de sortie, on néglige la vitesse du haut.

→ pa + ρ.g.h = pa + ½ ρ.V² [pa : pression atmosphérique, variant peu]
→ V = √(2g.h)
→ qv = S√(2g.h) [m³/s]
→ qm = ρ.S√(2g.h) [kg/s]



Cela permet d'approcher la valeur réelle.
Si on veut finasser, on introduit la perte de charge due à la viscosité :

Δp = z.qv²

donc, tu remplaces p○ = ρ.g.h par p = p○ - Δp dans le calcul, z se calculant facilement à partir de deux points de mesure …

Quand on utilise ce dispositif pour réguler un débit, on utilise un "niveau constant", comme dans les chasses d'eau : ça simplifie bien les calculs, en évitant de faire varier h(t) …



@+

[arrial]

Je vois, seule la hauteur du contenant influence la pression en sortie du tuyau ?

Et... d'après la loi de Venturi... si je presse le tuyau, la vitesse d'écoulement augmente et la pression diminue, c'est bien cela ? Et si la vitesse diminue, le débit aussi non ?(j'ai l'encéphale bouillonnant !! lool)

PS : Mon image n'est pas encore validée... snifff

Si tu pinces le tuyau, tu augmente la perte de charge, via le coefficient z …

→ utilise un tuyau en béton ‼

[Eurole]

Je vois, seule la hauteur du contenant influence la pression en sortie du tuyau ?
Et... d'après la loi de Venturi... si je presse le tuyau, la vitesse d'écoulement augmente et la pression diminue, c'est bien cela ? Et si la vitesse diminue, le débit aussi non ?(j'ai l'encéphale bouillonnant !! lool)
PS : Mon image n'est pas encore validée... snifff

La question de la vitesse mérite également le détour.

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[invitea89e2b5d]

Dans mon cas, dis-moi si je me trompe, h vaut 2 mètres + la hauteur du bidon (surface du liquide) ? C'est ça ?
Dans ce cas h = 2,4 m (Mon dessin fonctionne maintenant !! )

Donc pour connaitre la pression exercée en sortie du tuyau :

pO = 1000 . 9,81 . 2,4 = 23544 pa soit 23, 5 mbar

J'ai juste ? lol

[arrial]

Exact, mais à débit nul. Pour calculer le coefficient de perte de charge z, il suffit de mesurer deux débits différents (robinet), la pression en sortie pouvant se lire sur un tube vertical en colonne d'eau : 9,81 mètres de colonne d'eau valent 1 bar [en Bretagne, on dit qu'il y a un bar tous les 10 mètres, mais bon … c'est en Bretagne]

[invitea89e2b5d]

qv = S√(2g.h) [m³/s] C'est le calcul de débit volumique ça ?

S représente-t'il la surface de la section (en cm2 ?) du tuyau ?

[arrial]

Par défaut, toutes les unités sont SI

x en mètres
S en m²
p en Pa [N/m²]
V en m/s
g en N/m [m/s²]
ρ en kg/m³

→ mélanger les unités mène immanquablement au plantage …

[invitea89e2b5d]

Ôtez moi d'un doute : la vitesse V et le débit volumique qv... ce n'est pas la même chose ?!

De plus, j'ai fait une erreur de conversion, pO = 1000 . 9,81 . 2,4 = 23544 pa soit 235,44 mbar ou 235,44 hPa.

Par ailleurs, dans le langage courant, on simplifie en imageant qu'un bar équivaut à 1 kg sur 1 cm², peut-on dire dans ce cas que cela équivaut à 235 g sur une surface de 1 cm² ?

Enfin pour le calcul de : qv = S√(2g.h) [m³/s]

Si S=0,01 m², g = 9,81 et h = 2,4 m, on obtient donc :

qv = 0,01 . √2 . 9,81 . 2,4 = 0,06862 m³/s soit 68,62 litres par seconde ?!
Y a pas une erreur ?! lol
Merci

PS : Comment faites-vous le signe racine carré sans faire de copier/coller ? lol

[Eurole]

Ôtez moi d'un doute : la vitesse V et le débit volumique qv... ce n'est pas la même chose ?!
De plus, j'ai fait une erreur de conversion, pO = 1000 . 9,81 . 2,4 = 23544 pa soit 235,44 mbar ou 235,44 hPa.
Par ailleurs, dans le langage courant, on simplifie en imageant qu'un bar équivaut à 1 kg sur 1 cm², peut-on dire dans ce cas que cela équivaut à 235 g sur une surface de 1 cm² ?
Enfin pour le calcul de : qv = S√(2g.h) [m³/s]
Si S=0,01 m², g = 9,81 et h = 2,4 m, on obtient donc :
qv = 0,01 . √2 . 9,81 . 2,4 = 0,06862 m³/s soit 68,62 litres par seconde ?!
Y a pas une erreur ?! lol
Merci
PS : Comment faites-vous le signe racine carré sans faire de copier/coller ? lol

Bonjour,
En attendant arrial, à qui je laisse la main,

une vitesse est une vitesse, en m/s dans le SI.
un débit volumique est un volume, en m³/s

pour la carrée on peut utiliser la balise TeX de la barre d'outils. Pour voir fais comme si tu répondais en citant ce message.

.

[arrial]

Samut,



► V est la vitesse en m/s et qv le débit volumique en m³/s : si S est la surface normale à la vitesse, le débit volumique la traversant vaut qv = V.S (plus exactement qv = ∬V↑.d²s↑)

► p○ = 1000 . 9,81 . 2,4 = 23 544 Pa = 0,24 bar


► la tradition Bretonne dit qu'à Lorient par exemple, il y a un bar tous les 10 m ‼

C'est bien une sous estimation, car 10 mCE = 1000*9,81*10 = 98 100 Pa = 0,981 bar seulement …

► 1 kgf/cm² = 9.81 N/cm² = 98 100 Pa = 0,98 bar = 10 mCE

► S = 0,01 m² → qv = 0,01*(2 *9,81 *2,4)^0,5 = 0,068620697 m³/s = 68,6 ℓ/s ↔ 68,6 kg/s exact.

Ne pas perdre de vue que 0,01 m² = (0,1 m)*(0,1 m), soit un trou carré de 10 cm de coté : une sacrée fuite, avec une pression de l'ordre de 1 bar ‼


Toujours faire gaffe aux unités ; c'est pourquoi je me tiens autant que possible au système international, SI, anciennement appelé MKSA [comme Mètre, Kilo(gramme), Seconde, Ampère]


[le kg/cm² n'est pas une unité de pression, sauf en entendant 10 kgf, poids d'une masse de 10 kg : je sais, c'est c*n, mais on est scientifique ou on ne l'est pas]


[le signe √, je l'ai dans un fichier Excel, auquel j'ai accès partout. Il y a forcément un unicode, mais on ne peut pas utiliser ça partout, à la différence de l'ASCII élargi, ou ANSI. Et j'ai horreur du TEX : cépâbo]



@+

[invitea89e2b5d]

Bonjour,
En attendant arrial, à qui je laisse la main,

une vitesse est une vitesse, en m/s dans le SI.
un débit volumique est un volume, en m³/s

pour la carrée on peut utiliser la balise TeX de la barre d'outils. Pour voir fais comme si tu répondais en citant ce message.

.

Oups pardon ! Mais quel nul je fais, au temps pour moi !

Merci beaucoup !