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TD 9 : Appareils dprimognes

Exercice 1 : Tube de Venturi

Un conduit de section principale S1subit un tranglement en 2 o sa section est S2. La vitessedun fluide augmente dans ltranglement, donc sa pression y diminue : v2 > v1donc p2 < p1On nglige les pertes de charges. Le fluide circulant dans le Venturi a un dbit volumique Qvet une masse volumique !.

Application:

On lutilise la mesure des dbits (organes dprimognes). On peut citer aussilatrompe eau, le pulvrisateur...

1- En utilisant la relation de lhydrodynamique, dmontrer que la diffrence de pression P1-P2est positive.

2- Dmontrer laide de lhydrostatique la relation suivante :

P1 "P2 = #$g $h

3- En utilisant lquation de continuit, tablir une relation entre Qv,V1et S1et Qv, V2et S24- En utilisant lquation de Bernoulli sans les pertes de charge, dmontrer que la

diffrence de pression aux extrmits du tube de Venturi est proportionnelle au carr dudbit.

5- Calculer le coefficient de proportionnalit en sachant que la masse volumique du fluidecirculant dans le Venturi est de 1000 kg/L, g =9,81 S.I, R1= 4 cm et R2 = 2 cm.

6- Calculer le dbit du fluide circulant dans le Venturi si la "P est de 25 cm deau

Exercice 2 : Tube de pitot

h

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Documents du crash de lairbus AF 447

Vol AF447 - Soupons sur les capteurs de vitesse de l'Airbus le 06 juin 2009 22h53

Les sondes Pitot des avions sont des tmoins cls de leur vitesse. Ce sont elles qui ontfourni les mesures incohrentes de vitesse constates avant le drame.

Les sondes Pitot, qui ont livr des mesures incohrentes dans le cas de l'A330d'Air Francedisparu, permettentaux pilotes de contrler la vitesse de leur appareil, un lment crucial pour son quilibre en vol. Ces sondes,

appeles aussi "tubes de Pitot", sont nes au XVIIIe sicle des recherches d'un physicien franais, Henri Pitot.Chaque avion est dot de deux ou trois centrales arodynamiques, quipes de calculateurs qui permettentd'tablir trois paramtres : la vitesse de l'avion, son altitude, et la temprature extrieure, explique PatrickMagisson, membre du comit technique du Syndicat national des pilotes de ligne (SNPL). Les valeurs prsentespar chaque centrale doivent tre cohrentes.

Les avions sont d'abord quips de sondes anmomtriques, qui prennent la forme de petites prises d'airplaces sur le fuselage et qui calculent la pression atmosphrique, explique Air France. Les tubes de Pitot, eux,sont placs l'avant de l'avion et calculent la pression "dynamique", c'est--dire celle laquelle l'avion estsoumis en traversant l'air. L'AirbusA330en possde trois. La mesure de la vitesse de l'appareil est obtenue encalculant la diffrence entre la pression atmosphrique, statique, et la pression dynamique, ressentie par l'avionen vol. "La vitesse de l'avion est une des valeurs fondamentales pour le pilotage de l'avion. C'est elle qui le faitvoler. Elle dtermine son quilibre arodynamique", explique Patrick Magisson.

Comment protger les sondes en vol

Pour prserver ces prcieuses sondes des conditions atmosphriques extrmes rencontres en vol, lesingnieurs les ont dotes d'une forme permettant d'viter l'accumulation d'eau. Elles sont aussi rchauffes enpermanence pour viter la formation de glace. En outre, " les centrales sont conues de telle manire que mmesi un des calculateurs ne fonctionne plus les autres ne devraient pas tre affects", souligne Patrick Magisson.

L'enqute du Bureau d'enqutes et d'analyses a tabli, partir de messages envoys par l'avion, "uneincohrence des vitesses mesures" par ces sondes, sans pouvoir l'expliquer ni la lier des pannes de systmesgalement dtectes. Air France a pour sa part annonc samedi qu'elle avait acclr son programme deremplacement de sondes anmomtriques sur sesA330et A340, "sans prjuger d'un lien" avec l'accident.

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On considre un liquide en coulement permanent dans une canalisation et deux tubesplongeant dans le liquide, l'un dbouchant en A face au courant, et l'autre en B est le long deslignes de courant, les deux extrmits tant la mme hauteur. Au point B, le liquide a lamme vitesse v que dans la canalisation et la pression est la mme que celle du liquide pB = p.

En A, point d'arrt, la vitesse est nulle et la pression est pA.En mesurant la dnivellation h du liquide dans les deux tubes, on peut en dduire la vitesse vd'coulement du fluide.

1- Etablir une relation entre "P et v et donc h et v.2- Calculer la "P en Pa et en mbar au sein du tube de Pitot dun airbus sachant que sa

vitesse de croisire est de 1000 km/h en supposant que lair est un fluideincompressible.

Masse volumique de lair = 1,293 g/L