Calculateur de débit d'orifice

Calculez le débit d'un fluide incompressible et la vitesse idéale du jet dans un orifice circulaire à partir de la différence de pression, de la masse volumique et du coefficient de décharge.

Calculer le débit à travers un orifice
Utilisez une ouverture circulaire, une différence de pression stable et des unités SI cohérentes.

À propos de l'écoulement par orifice

Un orifice limite un écoulement en forçant le fluide à traverser une ouverture plus petite que la conduite ou le réservoir qui l'entoure. La différence de pression de part et d'autre de cette restriction transforme l'énergie de pression en énergie cinétique et crée un jet rapide. Ce calculateur applique l'équation classique de l'orifice en régime incompressible : le débit volumique est le produit du coefficient de décharge, de l'aire de l'ouverture et de la racine carrée du double de la différence de pression divisé par la masse volumique du fluide. Pour une ouverture circulaire, l'aire vaut pi multiplié par le carré du diamètre, divisé par quatre. Le coefficient de décharge corrige le résultat idéal de Bernoulli pour tenir compte de la contraction et des pertes d'énergie. Une plaque mince à arête vive présente souvent un coefficient proche de 0.60 à 0.65, tandis qu'une buse bien arrondie peut avoir une valeur plus proche de un. Le coefficient approprié dépend de la géométrie, de l'épaisseur de la plaque, du nombre de Reynolds, de l'installation et de l'emplacement des prises de pression. La vitesse idéale du jet affichée séparément n'inclut pas ce coefficient ; la multiplier par celui-ci permet de représenter la vitesse moyenne réelle de sortie rapportée à l'aire de l'orifice. Saisissez le diamètre en millimètres, la différence de pression en pascals, la masse volumique en kilogrammes par mètre cube et un coefficient de décharge sans dimension. Le calculateur convertit le diamètre en mètres avant de calculer l'aire et affiche le débit en mètres cubes par seconde et en litres par seconde. La différence de pression doit être la pression statique amont moins la pression statique aval. La masse volumique doit correspondre à la température et à la pression de fonctionnement. Près de la température ambiante, celle de l'eau est d'environ 998 kilogrammes par mètre cube ; les gaz sont bien moins denses et peuvent fortement accélérer sous la même différence de pression. Cette équation simple convient surtout à un écoulement permanent et incompressible avec un coefficient connu. De fortes chutes de pression dans un gaz nécessitent des méthodes compressibles, car la masse volumique varie dans la restriction et un étranglement sonique peut apparaître. La cavitation peut également invalider le calcul d'un liquide si la pression locale descend sous la pression de vapeur. Le diamètre de la conduite et le rapport bêta sont importants pour une plaque à orifice utilisée comme débitmètre étalonné ; les normes professionnelles ajoutent des corrections de détente, de vitesse d'approche et de Reynolds. Utilisez ce résultat pour le prédimensionnement, les contrôles de laboratoire, les sorties d'irrigation, les vidanges de réservoir sous pression connue et les calculs hydrauliques approximatifs. Confirmez les conceptions critiques avec une norme applicable ou les données du fabricant. Des mesures précises exigent des capteurs de pression étalonnés, des prises bien placées, un débit stable et un coefficient adapté à la géométrie réelle plutôt qu'une estimation générique.

Exemples de débit d'orifice

Ces cas utilisent l'équation incompressible d'un orifice à arête vive.

DonnéesDébitApplication
25.4 mm, 50 kPa, eau, Cd 0.613.096 L/sUn orifice à arête vive d'un pouce pour l'eau.
6.35 mm, 300 kPa, huile à 850 kg/m³, Cd 0.650.547 L/sUne restriction de dosage hydraulique.
10 mm, 10 kPa, eau, Cd 0.620.217 L/sUne petite sortie d'eau à basse pression.

Comment calculer le débit d'un orifice

  1. Mesurez le diamètre libre de l'orifice circulaire et saisissez-le en millimètres.
  2. Saisissez en pascals la différence de pression entre l'amont et l'aval.
  3. Indiquez la masse volumique du fluide et un coefficient de décharge adapté à l'ouverture.
  4. Choisissez Calculer le débit et consultez les deux unités SI de débit ainsi que la vitesse idéale.

Questions fréquentes sur le débit d'orifice

Quel coefficient de décharge utiliser ?

Un orifice mince à arête vive utilise souvent environ 0.61, mais la géométrie et le nombre de Reynolds influencent cette valeur. Pour les mesures importantes, utilisez des données étalonnées ou issues de normes.

Ce calculateur convient-il à l'air ou à la vapeur ?

Uniquement si la variation de masse volumique est négligeable sous une faible chute de pression. Des rapports de pression importants dans un gaz nécessitent une équation compressible, éventuellement avec étranglement.

Pourquoi le débit réel est-il inférieur au débit idéal ?

Le jet se contracte après l'arête et perd de l'énergie par turbulence et viscosité. Le coefficient de décharge tient compte de ces effets combinés.

Le diamètre de la conduite influence-t-il le résultat ?

Oui pour une plaque installée dans une conduite, car la vitesse amont et le rapport bêta influencent la mesure. Ce modèle simplifié d'orifice libre ne demande pas le diamètre de la conduite.

Quelle différence entre débit et vitesse ?

La vitesse décrit la rapidité du jet, tandis que le débit volumique tient aussi compte de l'aire de l'ouverture. À vitesse égale, une ouverture plus grande laisse passer davantage de volume.