Effet Venturi

Introduction

L'effet Venturi est un phénomène physique observable lorsqu'un fluide s'écoule à travers une conduite dont la section varie. Il permet d'étudier la relation entre la vitesse du fluide, la pression et la densité.

Principe général

Lorsque le fluide passe dans une zone de section réduite, sa vitesse augmente. Selon le principe de conservation de la masse, la quantité de fluide qui traverse une section par unité de temps reste constante :

• \( A_1 v_1 = A_2 v_2 \)

où :

• \( A_1 \) et \( A_2 \) sont les surfaces des sections 1 et 2,
• \( v_1 \) et \( v_2 \) sont les vitesses du fluide dans ces sections.

Hautes et basses pressions

Selon l'équation de Bernoulli, pour un fluide idéal, la somme de l'énergie cinétique, de l'énergie potentielle gravitaire et de la pression est constante :

\[ P + rac{1}{2} 
ho v^2 + 
ho g h = 	ext{constante} \]

En simplifiant en secteur horizontal (\( h \) constant), on obtient :

\[ P + rac{1}{2} 
ho v^2 = 	ext{constante} \]

Ce qui implique que lorsque la vitesse augmente (\( v_2 > v_1 \)), la pression diminue (\( P_2 < P_1 \)).

Effet Venturi

Dans une conduite avec une section qui diminue, la pression du fluide diminue lorsque la vitesse augmente :

\[ P_1 - P_2 = rac{1}{2} 
ho (v_2^2 - v_1^2) \]

Ceci explique notamment comment une ventouse ou un carburateur fonctionne, en créant une dépression liée à la variation de pression.

Applications

• Mesure de la vitesse d'un fluide à l'aide d'un tube de Pitot.
• Systèmes de ventilation ou de soufflerie.
• Appareils médicaux comme la ventouse ou le nébuliseur.

Résumé

L'effet Venturi illustre que l'augmentation de la vitesse d'un fluide entraîne une diminution de sa pression locale, un phénomène exploité dans de nombreux dispositifs techniques et scientifiques.