Exemple de conception: écoulement à travers un extincteur

Un extincteur utilise de l’eau sous pression pour générer un jet puissant à travers une buse.

L’eau à l’intérieur est stockée à une pression beaucoup plus élevée que l’atmosphère environnante, forçant l’eau à s’écouler lorsque l’extincteur est activé.

Des équations de dynamique des fluides sont appliquées pour déterminer la vitesse à laquelle l’eau sort de la buse et la quantité expulsée au fil du temps.

La première étape consiste à comprendre la différence de pression entre l’intérieur de l’extincteur et la pression à l’extérieur de la buse.

Cette différence de pression entraîne le mouvement de l'eau. En appliquant l'équation de Bernoulli, qui relie la pression et la vitesse, la vitesse de l'eau à la sortie de la buse est calculée.

Le diamètre plus petit de la buse fait accélérer l’eau lorsqu’elle s’en va, transformant la pression en vitesse.

Après avoir calculé la vitesse de sortie, le débit est déterminé. Le débit est calculé à l’aide de l’équation de continuité, qui garantit que la quantité d’eau qui s’écoule à travers la buse est constante.

Le débit est calculé en multipliant la vitesse de l'eau par la section transversale de la buse.