17.7 : Exemple de conception: écoulement à travers un extincteur

Un extincteur qui utilise de l’eau sous pression s’appuie sur les principes de la dynamique des fluides pour générer un flux à grande vitesse capable d’éteindre les flammes. L’eau est stockée à une pression beaucoup plus élevée à l’intérieur de l’extincteur que l’atmosphère environnante. Cette différence de pression force l’eau à s’écouler rapidement lorsque l’extincteur est activé, et le comportement de l’eau lorsqu’elle sort de la buse peut être compris à l’aide d’équations fondamentales de la dynamique des fluides.

La clé pour comprendre comment l’eau accélère réside dans la différence de pression entre l’intérieur de l’extincteur et l’environnement extérieur. L’équation de Bernoulli, qui relie la pression et la vitesse, calcule la vitesse à laquelle l’eau sortira de la buse.

Selon ce principe, lorsque la pression diminue, la vitesse augmente. Cela signifie que la pression interne élevée à l’intérieur de l’extincteur est convertie en vitesse de l’eau lorsqu’elle s’écoule. À mesure que l'eau s'approche de la buse, la diminution du diamètre de la buse accélère encore le débit, transformant l'énergie de pression en énergie cinétique.

Après avoir déterminé la vitesse de sortie de l'eau, le débit, ou le volume d'eau expulsé au fil du temps, est calculé. Le calcul utilise l'équation de continuité, garantissant que l'eau qui s'écoule dans le système reste constante. Le débit est le produit de la vitesse de l'eau et de la section transversale de la buse.

Étant donné que la buse a un petit diamètre, l'eau est expulsée à grande vitesse, fournissant un jet constant et puissant nécessaire à la suppression des incendies. En appliquant ces principes, les performances de l'extincteur peuvent être optimisées pour assurer un fonctionnement efficace.