Hydrodynamique et venturi

[2 terium]

Bonjour,

Je me tourne vers vous, car je voudrais savoir comment on peut calculer la perte de charge que representerait un venturi sur un reseau dont seul le debit de base est connu (eau).

Je profite egalement de ce message pour demander si certain d'entre vous savent calculer la depression directement et surtout le debit que l'on va pouvoir aspirer par le venturi.

Je sais calculer le Dp avec Bernouilli, mais j'avoue avoir du mal a m'y retrouver dans les interpretations, sachant que souvent P1 et P2 ne sont pas connu.

Je me sert de Toricelli pour faire la liaison Vitesse - MCe. (une extrapolation de P, mais je sais pas si c'est correct.)

Je m'excuse d'avance de vous dire que je ne maitrise pas l'hydraulique, mais que j'ai besoin de partir des contraintes en remontant le probleme à l'envers.

J'ai un debit connu, je sais que je vais accroitre la pression en amont du venturi, et j'aimerai savoir comment calculer cela, sachant d'or est deja que je n'aurais pas le debit initialement connu, sans le venturi.

j'espere que vous comprendrez la question que je pose.

Merci d'avance pour vos reponses, bien à vous.

Cordialement.
-----

[gts2]

Bonjour,

Il faudrait clarifier votre problème, à lecture rapide j'avais compris que vous parliez d'un débitmètre Venturi.
Puis "le debit que l'on va pouvoir aspirer par le Venturi" et le fait que vous cherchiez à obtenir la dépression laisse à penser que vous voulez faire une pompe type trompe à eau.

Qu'en est-il exactement ?

[2 terium]

Bonjour Gts2 et d'abord merci de ton interet.

pour etre franc, je veux faire de la dissolution. la partie aspiration par depression et debit aspirer dans le venturi est un bonus, qui me sera fort utile.

Dans un premier lieu, je suis consciens que l'augmentation de vitesse du fluide dans le col du venturi, demande de la pression amont.

pour moi, Qmax (debit max) est possible lorsque P tend vers 0, donc si j'augmente P, je ne peut pas avoir Qmax.

De ce fait, dans un premier temps:

- je cherche a estimer le debit que j'aurais apres avoir mis un venturi me permettant d'avoir une certaine vitesse de fluide.


J'essaie de m'expliquer plus "simplement":

Si j'ai un debit X à Pmin pour S1(diametre canalisation), je dois theoriquement augmenter ma pression pour le meme debit si S diminue (=> V augmente et V²=2gh, h permettant d'avoir une idee de la pression).

Sauf que les reseaux ou les pompes etc.. ont bien des courbes debit / pression... (Pmax pour Debit nul et debit max pour Pmin.)

Donc, je pense que forcement, si je vais chercher de la pression, je perd en debit, et j'aimerai pouvoir estimer cette perte de debit.

Ou me faire corriger dans ma façon de voir les choses si je me plante dans l'interpretation.

[gts2]

Bonjour,

Donc on oublie la dépression. On considère que vous voulez installer un débitmètre.
D'un point de vue idéal un Venturi ne crée pas de pertes de charge, et les pertes de charge réelles sont variables (cela fait partie des caractéristiques que fournit le constructeur).
Il faudrait donc avoir une idée des diamètres, débit ... pour pouvoir déterminer le Venturi à installer puis estimer ces pertes de charge.

[A voir en vidéo sur Futura]

[2 terium]

Euu, OK.

partons du principe que j'ai initialement, un tuyaux de Ø32.

Ce tuyaux debite 150L/min. V1 = 3.11m/s => H = 0.49Mce ce qui donne environ 0.049Bar.

Ce tuyaux ce raccorde sur une clarinette ayant 4 sorties (toutes en Ø22).

à l'entree de la clarinette, V= 6.58 m/s, Ptheorique= 0.22B. il y aura 4 venturi egaux, un sur chaque voies.

Le debit ce scindant en 4, j'emet l'hypothese en isolant une branche de la clarinette que: Q1/4 = 37.5L/min

Je recalcul V dans une branche, ! Sachant qu'on passe par une section de raccordement de Ø16. ça donne: Vb1 = 3.11 m/s (Pequivalent Theorique = 0.049B)

Maintenant, je cherche à avoir une vitesse de fluide dans le col de venturi au alentour de 25m/s (environ Ø5.6). Ce qui tend a donner une Ptheorique de 3.18Bar.

J'en deduis que si je n'ai pas c'est 3.18B, je ne pourrais pas avoir mes 25m/s.

Le debit (150L/min) etant celui initiale, sans resistance (P=0). Je pense que si j'ai mes 3.18 Bar au cul du venturi, je n'aurais pas ce debit de 150L.

Donc j'aimerai connaitre le "facteur" de perte pour trouver le compromis qui m'irait bien, entre pression et debit.

tout en sachant que l'aspiration disponnible dependra de ces parametres, mais ne sachant pas les calculer.

[gts2]

Bonjour,

La pression à appliquer à l'entrée va dépendre de deux choses : compensation des pertes de charge et nécessité d'éviter la cavitation dans le Venturi (la pression régnant à cet endroit doit être supérieure à celle d'ébullition de l'eau).
Disons pour faire simple qu'on prend au niveau du col P=Patm (ou en relatif P=0), il faudra donc au minimum en effet 3,18 bar (en relatif) à l'entrée auquel il faudra ajouter les pertes de charge.
Ce facteur de perte est complexe : dépend du tuyau, de sa longueur, des "ruptures" (clarinette, modif. de section) du débit (cela se mort un peu la queue).
Il y a des abaques, tableaux ...
Le mieux serait peut-être de trouver un logiciel pour les tuyauteries, type : https://www.hydraucalc.com

[2 terium]

Bonsoir gts2, bonsoir a tous.

Merci pour le petit logiciel, j'ai regardé, je ne cerne pas tout bien, mais ça pourra toujours m'être utile.

Le probleme que j'ai n'est pas exactement le calcul des pertes de charges amont.. c'est plutot, hormis toute theorie etc.
le fait qu'en partant de données reels, j'ai des resultats.

exemple: un reseau d'eau domestique, 4-4.5bars (Q=0 robinet fermé) - Q= env. 20-25L/min quand le robinet est ouvert à fond.

j'ai fais un venturi, qui me donne des resultats escompter, mais pour cela, j'ai le debit qui est passer à 6L/min.

(j'ai chercher un cas de figure particulier, directement en experimentant, et les calculs de vitesses, tombent bon qu'avec le debit final de 6L/min...)

Donc, on voit clairement que mon venturi est une "perte de charge" (Dans ce cas, c'est fait expres... pression amont du col, env. 3.2Bar, depression maxi env. -0.700/-0.800 Bars relatif )

Oui, je sais pour la cavitation... mon but etant de creer de forte depression. J'ai bien vue que plus j'ai de depression, plus ça cavite.


En partant de cette extrapolation, (peut etre que je me trompe)... Je me dit que je vais tres probablement avoir le meme phenomene de perte de debit (pour les 150L/min vue plus haut), et que finalement, mes calculs seront faux...

Du coup, j'aimerai trouver une relation permettant "d'extrapoler" le debit auquel s'attendre...

Pour moi, la pression etant la resistance à l'ecoulement du fluide. Je me dit que peut etre il existe une relation, permettant, à partir d'un debit, de connaitre le debit pour tel ou tel pression, du moins, parvenir à l'approximer... un peu comme une courbe debit / pression..

Deuxiemement: trouver comment on calcul la depression dans un venturi, ainsi que sa capacitée de debit en aspiration.

par rapport à mon exemple, je n'ai jamais trouver d'equation ou de formule me permettant de tomber sur mes -0.7/-0.8 bar.
(Je cherche peut etre mal, ou pire, je ne comprend peut etre pas tout les parametres qui rentrent en jeu..)

J'espere que dit comme ça, ce sera plus clair.

Merci d'avance pour les retours.

[2 terium]

Bonjour messieurs,

je reprend ce fil, car je n'ai pas eu d'explication concernant mes demandes, et encore plus d'interrogations.
Donc, merci encore à gts2 pour le calculateur, il fait le job, c'est clair... mais ne me repond toujours pas.

Je m'explique, car j'ai du mal à trouver la logique: il est dit que là où la vitesse augmente, la pression diminue ( à conservation du debit.)

or, Toricelli avec V² = 2gh montre que plus V augmente, plus H augmente, (2g etant constant).

Dans un venturi, on a theoriquement, P1 < P2 puisque V1<V2. "en utilisant" Toricelli pour extrapoler les pressions, c'est plutot l'inverse qui ce passe..

En vrai, je veux dire, dans la realitée, le resultat de Bernouilli, le deltaP, ce situe plutot au niveau de P1.

Image calcul venturi.JPG
hydraucalc test.JPG

L'exemple en photo, montre un deltaP d'environ 3B,

Si je calcul les H1 et H2 j'ai, H1 = 0.2Mce donc 0.02B et H2 = 29.52Mce donc 2.95 B

On retrouve bien quasiment notre deltaP (a erreur de rho et coefficient pres...), sauf que dans mon cas, j'ai pas 0.02B en amont du col, mais bien 3B.

en plus de ce "defaut" de mon interpretation, il m'est impossible de connaitre la valeur de ma depression dans S2 puisque theoriquement, je me retrouve avec 2.95B. (-P2 donne alors -2.95B ce qui est impossible par rapport à Patmos.)


Les resultat s'inverseraient t'il dans la realitée? je veux dire, est ce qu'en vrai, et ce qui me parait plus logique... j'aurais P2 à la place de P1, soit P1 = 2.95B, et P2 = -0.02B?


Si c'est ça la subtilitée, c'est viscieux!

Mais ça me permettrais de calculer le debit que je peux avoir au niveau de l'aspirtation du venturi.

Croyant comprendre que si je descend à -700mBar/-800mBar, c'est juste que j'ai un volume fermer quand je prend la mesure...

Merci d'avance pour vos reponses qui pourront peut etre m'eclairer.

[gts2]

Dans un venturi, on a théoriquement, P1 < P2 puisque V1<V2.

Je suppose que vous voulez dire P1 > P2 ?

"en utilisant" Toricelli pour extrapoler les pressions, c'est plutot l'inverse qui ce passe.

Ce sont deux problèmes différents : on part de Bernoulli
Venturi h=Cte la variation de v implique celle de P.
Toricelli P=cte (atmosphérique en haut du réservoir et à la sortie) la variation de h implique celle de v.

En vrai, je veux dire, dans la réalité, le résultat de Bernoulli, le deltaP, ce situe plutôt au niveau de P1.

Que voulez-vous dire par là ? Si c'est , c'est bien cela.

Si je calcul les H1 et H2 j'ai, H1 = 0.2Mce donc 0.02B et H2 = 29.52Mce donc 2.95 B
On retrouve bien quasiment notre deltaP (a erreur de rho et coefficient près...), sauf que dans mon cas, j'ai pas 0.02B en amont du col, mais bien 3B.

Je crois avoir compris votre problème d'interprétation H1/H2 sont les hauteurs d'eau équivalentes à la pression cinétique (le )
Si la pression cinétique augmente, il faut que la pression statique (le P) diminue.

il m'est impossible de connaitre la valeur de ma dépression dans S2 puisque théoriquement, je me retrouve avec 2.95B. (-P2 donne alors -2.95B ce qui est impossible par rapport à Patmos.)

La valeur de la pression en 2 dépend de la pression en 1 (la pression d'entrée), on a :

Les résultat s'inverseraient t'il dans la réalité ? je veux dire, est ce qu'en vrai, et ce qui me parait plus logique... j'aurais P2 à la place de P1, soit P1 = 2.95B, et P2 = -0.02B?

C'est bien cela, mais il n'y a pas d'inversion par rapport à la réalité : le logiciel (si c'est lui qui est en cause) indique la pression mesurée dans le sens P1-P2>0 sans l'indiquer précisément parce qu'"on sait" qu'un Venturi crée une dépression.

[2 terium]

Merci gts2,

en gros, je melange statique et dynamique si je comprend.

Le logiciel n'est absolument pas en cause, il fait le boulot, et m'a permis de bien verifier que je calculai a peut pres pas trop mal.

Ce qui est plus "deroutant" c'est comprendre et interpreter..

Pourquoi j'ai meler torriceli à Bernouilli, c'est pour trouver une des deux pressions à la base, car ces parametres ne tombent pas du ciel. le deltaP, on à un resultat pour deux inconnues.. et surtout, la formule ne donne finalement qu'un sens, soit P1-P2...si on connait une des deux pressions, pas vraiment de soucis, on peut jouer mathematiquement de l'equation. sinon, ben ou sait pas où est quoi...

Si je reprend mes valeur initiales extrapolée, j'ai bien P1=0.2Mce et P2= 29.5Mce par exemple, donc un deltaP theorique de P1-P2= -2.75...

Meme si je reprend P2 = P1-Dp ben ça change pas grand chose (puisque P2 = 0.2 - (-2.75), soit ma valeur initiale de 2.95).



Si je comprend bien la fin du message precedent, j'ai donc la bonne logique "d'apparente inversion" de P1 et P2 ?

Si, j'ai, dans mon cas, P2(cinetique) = -0.02B, avec ça, je peux envisager de calculer ce que je vais pouvoir aspirer...ce qui dans le cas du venturi, et quand meme plutot sympa!!


On sait que le venturi cree une depression (oui et non, tout est relatif), on peut tres bien ne pas avoir d'aspiration dans le venturi si par exemple on a trop de contre pression aval...

dans mon cas, en l'occurence, on voit bien que j'ai du reduire le debit pour avoir une bonne vitesse. mais si je met un doigt sur le tuyau, y'a plus d'jus!! juste une augmentation general de la pression.

et ce sont ces parametres que je cherche a bien cerner... Qui est où et où va quoi!!

Merci en tous cas pour tes reponses, jsuis un peu embrouiller, mais en experimentant, je devrais reussir a allier theorie et pratique..

[gts2]

Pourquoi j'ai meler torriceli à Bernouilli, c'est pour trouver une des deux pressions à la base, car ces parametres ne tombent pas du ciel. le deltaP, on à un resultat pour deux inconnues.. et surtout, la formule ne donne finalement qu'un sens, soit P1-P2...si on connait une des deux pressions, pas vraiment de soucis, on peut jouer mathematiquement de l'equation. sinon, ben ou sait pas où est quoi.

Un circuit hydraulique c'est comme un circuit électrique on ne peut en étudier un bout indépendamment.
Il faut remonter assez haut dans le circuit (idéalement à la pression atmosphérique en haut du château d'eau ou en entrée de la pompe).
Dans votre cas vous avez qqch du genre : P(entrée Venturi)=P(amont)-pertes de charge dans la tuyauterie.
sachant que P(amont)=P(robinet fermé), il faudrait donc évaluer les pertes de charge.

Si je reprend mes valeur initiales extrapolée, j'ai bien P1=0.2Mce et P2= 29.5Mce par exemple, donc un deltaP theorique de P1-P2= -2.75...
Meme si je reprend P2 = P1-Dp ben ça change pas grand chose (puisque P2 = 0.2 - (-2.75), soit ma valeur initiale de 2.95).
Si je comprend bien la fin du message precedent, j'ai donc la bonne logique "d'apparente inversion" de P1 et P2 ?

C'est bien cela.

Si, j'ai, dans mon cas, P2(cinetique) = -0.02B, avec ça, je peux envisager de calculer ce que je vais pouvoir aspirer...ce qui dans le cas du venturi, et quand meme plutot sympa !

Pour aspirer ce que compte c'est P, la pression.
Pour ce qui est du débit d'aspiration, là je ne m'avancerai pas.
Dans : festo ... Le Vide page 8 on trouve des graphes pression-débit.

Remarque : le fait d'aspirer va modifier la pression au col.

On sait que le venturi cree une dépression, on peut tres bien ne pas avoir d'aspiration dans le Venturi si par exemple on a trop de contre pression aval...

Dans l'idéal (et dans la réalité à peu près) la pression aval est égale à la pression amont.