Chapitre 3 : L'écoulement des liquides
Débit en volume D
Le débit en volume D (ou débit volumique) correspond au volume V de liquide qui traverse une section droite de tuyau pendant une durée Δt.
On obtient donc la formule suivante :
Unités SI : D en m3.s-1, V en m3 et Δt en s
En observant le schéma, on se rend compte que le volume V de liquide correspond à S x d (Volume d’un cylindre), donc :
Unités SI : D en m3.s-1, S en m2 et v en m.s-1
En régime permanent, le débit en volume D reste constant dans le tuyau peu importe la section considérée.
2 types d'écoulement
Il existe 2 types d’écoulements et le passage de l’un à l’autre dépend de la vitesse d’écoulement.
- Régime laminaire : vitesse d’écoulement faible
- Régime turbulent : vitesse d’écoulement élevée
Remarque : le bruit entendu lors d’une prise de tension artérielle au stéthoscope correspond à un régime turbulent de circulation du sang dans l’artère et la disparition du bruit correspond au passage au régime laminaire.
Perte de charge et débit
Il existe une perte de pression ΔP (ou perte de charge) lors de l’écoulement d’un liquide d’un point A vers un point B.
L’écoulement d’un liquide n’est possible que s’il existe une chute de pression dans le sens de l’écoulement.
Il existe une relation de proportionnalité entre le débit en volume D et la perte de charge ΔP.
Unités SI : D en m3.s-1, ΔP en Pa et R en USI
Les facteurs dont dépend R sont :
- R augmente avec la viscosité du liquide (écoulement de la solution de glycérol plus lent dans le TP 3.1) et la longueur du tuyau
- R diminue quand le diamètre du tuyau augmente (voir TP 3.2).
La circulation sanguine obéit à cette loi avec D qui correspond au débit sanguin et R qui correspond à la résistance vasculaire.