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N°1 - Les débits volumiques - niv 5

N°1 - Les débits volumiques - niv 5

Le débit volumique caractérise le déplacement d'un volume donné par unité de temps. L'unité internationale de débit volumique est le [m3/s].

Dans notre branche professionnelle, en une seconde, il se passe peu de chose. Nous indiquerons donc souvent les débits par heure et parfois par minute.

Les unités en usage dans le génie climatique sont :

- Le [m3/s], et le [l/s] (litre par seconde)

- Le [m3/h], le [l/h], le [l/min].

La lettre symbole représentant le débit en général est : q

La lettre symbole représentant le débit volumique est : qv

En première étape, il n'est pas nécessaire de disposer de formules pour étudier cette grandeur physique. En utilisant simplement votre bon sens, résolvez les exercices suivants :

Question

Q1: Le débit moyen d'un robinet de baignoire est de 0,2 [l/s].
Transformez ce débit en [l/min], en [l/h], en [m³/h].

12 [l/min]
720 [l/h]
0,72 [m³/h]


Explications :

Nous savons que dans une minute, il y a 60 secondes. Donc le débit pour 60 secondes (1 minute) est 60 fois supérieur à celui obtenu en 1 seconde.
qv = 0,2 x 60 = 12 [l/min]

En suivant le même raisonnement nous pouvons obtenir le débit en [l/h]
1 heure = 60 [min]
Le débit est donc 60 fois supérieur à celui obtenu en 1 [min]
12 x 60 = 720 [l/h]

Pour obtenir le débit en [m³/h], il suffit de convertir les litres en [m³]
1 [m³] = 1000 [l] donc : 720 [l] /1000 = 0,72 [m³]
D'où : 720 [l/h] = 0,72 [m³/h]

Observation : vous devrez toujours être attentif à la concordance des unités et faire toutes les conversions qui vous semblent nécessaires pour y parvenir.

Question

Q2: Un ballon de 200 [l] se vide de son eau chaude en 15 [min].
Quel est en [l/s] le débit du robinet de puisage?

0,22 [l/s]


Explication :

15 minutes = 15 x 60 = 900 [s]
Nous savons que ce ballon se vide en 15 min (900 s) donc le débit de puisage est égal à 200 [l] / 900 = 0,22 [l/s]

Question

Q3: Le fabricant d'une chaudière indique pour sa chaudière, une capacité de production d'eau chaude sanitaire de 12 [l/min].
Cette chaudière alimente un ballon de stockage de 300 [l].
En combien de minutes ce ballon pourrait-il être rempli d'eau chaude?

300 / 12 = 25 [min]


Explication :

Chaque minute, le ballon se remplit de 12 litres, sa capacité étant de 300 litres, il faudra un temps de production de :
300 / 12 = 25 [min]

Question

Q4: On remplit un récipient de 0,75 [dm3] en 8 [s].
Quel est le débit de remplissage en [l/min]?

5,625 [l/min]


Explication :

0,75 [dm3] = 0,75 [l]
(0,75 / 8) x 60 = 5,625 [l/min]
Nous savons que toutes les 8 secondes, nous obtenons l'équivalent de 0,75 litre, donc en 1 seconde nous obtiendrons 8 fois moins et en 60 secondes (1 minute) soixante fois plus.

Question

Q5: La fuite d'une chasse d'eau est d'environ 0,001 [l/s].
Quelle quantité d'eau (en [m3]) sera perdue chaque année si on ne la répare pas?
Quel sera le coût annuel de cette fuite sur la base d'un prix de 4 € par [m3] d'eau?

31,536 [m3]
126,1 €


Explication :

1 heure = 3600 [s]
1 journée = 3600 [s] x 24 = 86400 [s]

Pour 1 journée, la fuite sera égale à 0,001 [l] x 86400 = 86,4 [l]
Pour 1 an : 86,4 x 365 = 31536 [l] soit 31,536 [m3]

Coût de la fuite pour 1 an : 4 € x 31,536 = 126,1 €