T.S.1 C.I.R.A            Donné en janvier 2004         PHYSIQUE

EXERCICE 1 :

MESURE D' UN DEBIT DE VAPEUR. (extrait  BTS CIRA)

De la vapeur d’eau (masse volumique circule à la température  supposée constante dans une conduite cylindrique de diamètre d₁. Pour mesurer le débit de vapeur, on dispose, sur une portion rectiligne et horizontale, un tube de Venturi dont les diamètres sont d₁ à l'entrée et d₂ au col. La pression à l'entrée étant p₁ la pression au col est p₂.

On considèrera que la vapeur d'eau se comporte comme un fluide incompressible parfait lors de l'écoulement supposé permanent dans le tube de Venturi.

1) Rappeler le sens des mots : fluide incompressible ; fluide parfait ; écoulement permanent (10 lignes maximum).

2) Rappeler l'équation de Bernoulli dans les conditions citées.

3) Faire un schéma détaillé du dispositif de mesure. Justifier le signe de la p.

4) Déterminer l'expression de la vitesse v₁ de  la vapeur dans la con­duite en fonction de d₁ , d₂,  et P = p₁ – p₂.

5) Calculer numériquement v₁ et v₂ avec :

d₁ = 100 mm                                     d₂ = 80,0 mm

p₁ – p₂ = 1,00.10 ³ Pa                     = 2,10 kg.m ^-3

6) Quel est le débit-masse de la vapeur ? L’exprimer en unité SI et en t/h.