Débit volumique et vitesse d'écoulement d'un fluide

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Débit volumique : Q_v = V / t = S v. • Dans un circuit sans fuite, le débit volumique est constant : si la section diminue, la vitesse du fluide augmente (équation de continuité).

Le cours

1. Définition du débit volumique Le débit volumique Q_v représente le volume de fluide qui traverse une section donnée d'une canalisation par unité de temps : Q_v = V/ t L'unité légale est le mètre cube par seconde (m^3/s), mais on utilise souvent le litre par seconde (L/s) ou par minute. 2. Relation avec la vitesse d'écoulement Si un fluide s'écoule à une vitesse moyenne v (en m/s) à travers une canalisation de section droite S (en m²), le débit volumique s'exprime également par : Q_v = S v Pour une conduite circulaire de diamètre D : S = D^2/4. 3. Conservation du débit (équation de continuité) Un liquide étant incompressible, le même volume traverse chaque section par seconde dans une conduite sans fuite : S_1 v_1 = S_2 v_2 Mini-exemple : si le diamètre est divisé par 2, la section est divisée par 4 et la vitesse est multipliée par 4. C'est pourquoi on pince l'extrémité d'un tuyau d'arrosage pour que l'eau jaillisse plus loin. Débit massique : q_m = Q_v (en kg/s). Pour l'eau, 1 L/s correspond à 1 kg/s. Conversions : 1 L/s = 10^-3 m^3/s et 1 m^3/h = 1/3\,600 m^3/s.

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