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Calcul du débit d'eau dans un tuyau



  1. #1
    Sha0

    Calcul du débit d'eau dans un tuyau


    ------

    Bonsoir !

    Je me suis acheté un tuyau en PVC et j'aimerais calculer son débit pour le fun !

    J'ai utilisé la formule donné ici par Infra_Red : http://forums.futura-sciences.com/te...ebit-deau.html
    Malheureusement, mon résultat ne colle pas à la réalité, je ne comprends pas pourquoi...

    Données :
    P = 1 bar
    Ø = 6 mm²
    Masse volumique =
    Viscosité, rugosité, autres paramètres = négligés



    Ce résultat est aberrant, en aucun cas je vais vider une bouteille d'eau de 1.5L en moins de 6 secondes dans un tuyau riquiqui !

    J'ai refait le calcul plusieurs fois, vérifié mes unités mais il me semble qu'il n'y a pas d'erreur de calcul. Peut-être la formule qui n'est pas appropriée ?

    -----

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  3. #2
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Cette formule est inutilisable car il faut forcément connaitre la longueur du tube pour effectuer le calcul.

    Pour de l'eau utilises la formule de Hazen Williams. Si ton tube fait 1m de long tu pourra passer environ 25ml par seconde (avec une différence de pression de 1b entre les 2 cotés du tuyau).

  4. #3
    Sha0

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Merci pour ta réponse, ça m'aide beaucoup !

    J'ai eu un peu de mal avec le gradient d'énergie hydraulique mais je pense avoir trouvé un résultat cohérent. Je vais faire un test ce soir pour confirmer mon résultat.

  5. #4
    Sha0

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Bonjour !

    Malgré diffrents claculs, je n'arrive pas à trouver une valeur qui coïncide avec la réalité. Je vous ai fait un schéma au cas où une information m'aurait échappée.

    XXXXXXXXX


    Avec mon dernier calcul, j'ai trouvé un débit = 0,21mL/s ce qui donne un peu plus de 7000 secondes pour vider la bouteille
    En réalité, il faut environ 165 secondes pour qu'elle se vide entièrement.

    Voici la formule que j'ai utilisée :


    Je pense que le problème vient du gradient d'énergie hydraulique. Je ne suis pas sûr de sa valeur...



    Ensuite, je me suis dit que dans le cas de l'eau, P augmente de 1 bar tout les 10 mètres.

    D'où :

    Pour les autres valeurs, je ne pense pas qu'il y ai de problème :



    car ma section est un cercle.

    Bref, je ne trouve pas mon erreur...
    Dernière modification par LPFR ; 21/07/2013 à 10h22.

  6. #5
    LPFR

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau


    Bonjour.
    Pas d'images chez un hébergeur externe.
    Veuillez les inclure en tant que pièces jointes.
    Pour la modération.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Sha0

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Désolé pour la modération, je mets mon image en pièce jointe

    Schéma bouteille.png

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  10. #7
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Le tube fait quelle longueur ?
    Et le haut de la bouteille est ouvert, ou tu la comprime pour faire sortir le liquide ?

  11. #8
    Sha0

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    La bouteille fait environ 30cm et l'embout fait 5cm.
    J'ai effectivement percé un petit trou pour que l'eau puisse sortir.

  12. #9
    LPFR

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Re-bonjour.
    Si je comprends bien, il s'agit d'une fusée à eau.
    Comme la longueur du tube est petite, on peut considérer que la viscosité est négligeable et que toute l'énergie se transforme en énergie cinétique.
    Dans ce cas, je trouve 0,22 l/s (et non 0,21 ml/s comme vous).
    Je soupçonne que vous avez utilisé des unités non SI (comme les bars).

    Mais il ne faut pas oublier que la forme de la tuyère compte. Le débit est un peu plus faible que celui donnée pas la formule. Voir le Feynman.
    Au revoir.

  13. #10
    Thouxify

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Bonjour,
    Dans la première formule, l'erreur est que 1mm2 fait 1.10-6 m2 et pas 1.10-3
    A+
    Il y a trois sortes de personnes : ceux qui savent compter et ceux qui ne savent pas.

  14. #11
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Avec tes nouvelles données je trouve 60ml/s, mais il s'agit du débit lorsque la bouteille est pleine, par la suite le niveau d'eau va diminuer et donc la pression à l'entrée du tube diminuer aussi.
    Par ailleurs le problème est un peu plus complexe, car si tu as fait un petit trou pour faire un appel d'air le débit est limité par le passage d'air dans ce trou, et il est donc dépendant de son diamètre.

  15. #12
    Sha0

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Effectivement, le trou que j'avais percé ne laissait pas entrer assez d'air, ce qui faussait mes résultats expérimentaux. Du coup, j'ai coupé la base de la bouteille pour qu'il n'y ai plus d'ambiguïté.

    Voici mes nouveaux résultats expérimentaux :
    t1 = 65s ; t2 = 66s ; t3 = 68s ; t4 = 67s ; t5 = 67s


    Le débit moyen devrait donc être de 22,5 mL/s

    Et oui, j'ai vu tout à l'heure que l'eau s'écoulait beaucoup plus vite lorsque la bouteille est pleine que lorsqu'elle est vide. Mais justement, ce facteur J dans la formule est censé prendre en compte cette perte de charge, non ?

    J'ai donc recalculé le tout en convertissant les bar en pascal comme me l'a justement fait remarqué LPFR et j'obtiens une valeur proche de la réalité : Q = 28,4 mL/s

    Et sinon, c'est quoi le Feynman ? Je n'ai pas trouvé ce que c'était... Car effectivement, l'embout n'est pas un vrai cylindre, il possède des petites aspérités.

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  17. #13
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Et sinon, c'est quoi le Feynman ? Je n'ai pas trouvé ce que c'était
    C'est un physicien ; il est de bon ton de dire qu'on a lu ses bouquins sur ce forum.

  18. #14
    LPFR

    Re : Calcul du débit d'eau dans un tuyau

    Citation Envoyé par Sha0 Voir le message
    ...
    Et sinon, c'est quoi le Feynman ? Je n'ai pas trouvé ce que c'était... Car effectivement, l'embout n'est pas un vrai cylindre, il possède des petites aspérités.
    Bonjour.
    Pour être plus précis il s'agit du chapitre 40 paragraphe 3 (Steady flow - Bernoulli's theorem) du tome II de l'édition originale en anglais. Le numéro de chapitres et paragraphes a été conservé dans les éditions en français.
    Il montre, entre autre,s que la vitesse d'écoulement d'un réservoir n'est pas comme on raconte dans les cours de physique.
    Au revoir.

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