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Débit d'orifice

Sachez quelle quantité de liquide traverse un orifice à arête vive : 0,01 m² avec un coefficient de 0,61 sous 2 m de charge laissent passer environ 0,0382 m³/s. Le débit idéal s'affiche à côté pour voir ce que retire le coefficient. Gratuit dans votre navigateur.

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Exemple résolu

Si vous saisissez

Aire: 0,01
Coefficient de décharge: 0,61
Hauteur de charge: 2

Vous obtenez

Gravité: 9,80665
Vitesse idéale: 6,2631142413
Débit théorique: 0,0626311424
Débit de décharge: 0,0382049969

Un orifice à arête vive est une ouverture en plaque mince qui mesure ou vidange un liquide sous une charge de surface libre connue. L’équation classique de débit d’orifice donne le débit volumique Q comme le coefficient de débit Cd multiplié par l’aire géométrique A multipliée par la racine du double de la gravité fois la charge. Ce calculateur accepte ces trois grandeurs plus une gravité optionnelle, puis renvoie la vitesse idéale du jet, le débit théorique A·√(2gh) et le débit réel corrigé par Cd, dans des unités cohérentes de volume par temps. Les ingénieurs d’usine dimensionnent les vidanges de réservoir, les orifices d’étalonnage et les évents d’urgence avant de figer l’épaisseur de plaque ou le schéma de tuyauterie. Les étudiants vérifient leurs exercices avec la même identité que les laboratoires de mécanique des fluides.

L’équation de débit d’orifice et ce que Cd rassemble vraiment

Le débit à travers un orifice à arête vive n’est pas le même problème que de trouver à quelle vitesse le jet quitte le trou. Le théorème de Torricelli fournit toujours la vitesse idéale v égale à la racine de deux g h, celle qu’atteindrait une goutte en chute libre après la distance h. Le débit volumique, en revanche, est cette vitesse multipliée par l’aire réellement occupée par le jet, et non par le trou percé.

Juste en aval d’une plaque vive, les filets ne peuvent pas tourner l’angle, si bien que le jet se contracte en une vena contracta plus petite que l’ouverture géométrique. Le coefficient de contraction Cc est le rapport de l’aire de la vena contracta à A ; le coefficient de vitesse Cv rend compte des pertes visqueuses et d’entrée qui réduisent un peu la vitesse sous √(2gh).

Leur produit est le coefficient de débit Cd égal à Cc fois Cv, typiquement voisin de 0.61 pour un orifice circulaire mince à arête vive déchargeant à l’atmosphère depuis un grand réservoir. La formule de travail est donc Q égal à Cd A √(2gh). Ce calculateur renvoie le débit théorique Qt égal à A √(2gh) (l’idéal avec Cd égal à un) et le débit réel Q égal à Cd fois cette valeur, plus la vitesse idéale, afin que vous voyiez combien le coefficient réduit le volume sans un second outil.

La charge h se mesure à la verticale de la surface libre jusqu’à l’axe de l’orifice. La gravité doit correspondre à l’unité de longueur de h : utilisez environ 9.80665 m/s² si h est en mètres, ou 32.174 ft/s² si h est en pieds. Une charge nulle donne correctement un débit nul.

Une charge négative est rejetée car elle ne décrit pas une surface libre au-dessus de l’ouverture. Le modèle suppose un liquide incompressible, une surface libre ouverte à la même pression ambiante que le jet, et une vitesse d’approche négligeable dans un grand réservoir ; il n’intègre pas la vidange du réservoir dans le temps, ne modélise pas les orifices de gaz compressible et ne remplace pas un facteur de compteur étalonné dans votre propre laboratoire.

Quand calculer le débit d'un orifice

Les ingénieurs de procédé et d’eau estiment combien de liquide quitte un orifice de fond de réservoir, une plaque latérale ou un trou d’étalonnage avant de figer le diamètre de conduite, le temps de vidange ou un chemin de décharge. Les cours universitaires de mécanique des fluides et les générateurs d’examens ont besoin d’un oracle déterministe de Q égal à Cd A √(2gh) qui renvoie aussi la vitesse idéale et le débit théorique sans Cd, sans que les étudiants réimplémentent les cas limites en virgule flottante pour une charge nulle.

Les sites de contenu qui visent calculateur de débit d’orifice, orifice à arête vive, Cd A racine 2gh ou débit de réservoir bénéficient d’un outil gratuit en direct dont l’arithmétique coïncide octet par octet avec le chemin d’automatisation payant. Cette page n’est pas une page de vitesse de sortie de tuyère : l’intention de recherche est le débit volumique à travers un orifice, pas seulement la vitesse du jet. Une entrée invalide n’est pas facturée.

Gardez les requêtes petites, figez le champ discharge arrondi dans les tests, et vous obtenez un débit d’orifice reproductible pour plugins LMS, workers en bordure et tableurs d’usine sans dresser un solveur hydraulique complet.

Cas d’usage

Dimensionnement de vidange de réservoir et d’orifice de décharge

Calculez le débit volumique à partir de la charge de surface libre mesurée, de l’aire de plaque et d’un Cd à arête vive avant de choisir le diamètre de vidange ou l’ouverture de décharge d’urgence.

Orifices d’étalonnage et compteurs de premier passage

Figez le débit théorique A·√(2gh), puis appliquez un Cd de catalogue ou mesuré pour les orifices en plaque mince dans les tableurs de mise en service et les contrôles CI.

Questions fréquentes

Comment calcule-t-on le débit d’un orifice à partir de l’aire, de Cd et de la charge ?

Le débit est Q = Cd·A·√(2gh). La gravité optionnelle vaut par défaut 9.80665.

Quel coefficient de débit typique pour un orifice à arête vive ?

Les ouvertures arrondies ou à tube court ont un Cd plus élevé.

Quelles unités dois-je utiliser pour l’aire, la charge et la gravité ?

Tout jeu cohérent : mètres carrés avec mètres et m/s², ou pieds carrés avec pieds et ft/s². Le débit est alors en volume par temps de ce système.

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

Parce que le jet se resserre juste après la plaque en une veine contractée plus petite que le trou, et que le frottement le ralentit un peu. Dans l'exemple, le coefficient de 0,61 ramène le débit idéal à environ 0,0382 m³/s.

Peut-il indiquer le temps de vidange d'un réservoir ?

Non, il résout le débit de l'orifice pour une seule charge. Pour un temps de vidange, combinez ce débit avec la surface en plan de votre réservoir à mesure que le niveau baisse. Il ne traite pas non plus les orifices à gaz.

Outils associés

Pour les développeurs — accès API

Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.

Endpoint

POSThttps://api.kit.forhosting.com/eng/orifice-flow

Authentification par jeton Bearer : un seul POST met la tâche en file d’attente, et le résultat vous parvient par webhook ou lien signé.

Appeler depuis votre stack

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/eng/orifice-flow \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"area":0.01,"discharge_coefficient":0.61,"head":2}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/orifice-flow", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "area": 0.01,
    "discharge_coefficient": 0.61,
    "head": 2
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/eng/orifice-flow",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "area": 0.01,
    "discharge_coefficient": 0.61,
    "head": 2
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/orifice-flow", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"area":0.01,"discharge_coefficient":0.61,"head":2}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"area":0.01,"discharge_coefficient":0.61,"head":2}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/orifice-flow", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

Exemple de requête

{
  "area": 0.01,
  "discharge_coefficient": 0.61,
  "head": 2
}

Exemple de réponse

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "eng.orifice_flow",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.

Tarifs

par requête$0.002

Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.

Erreurs

HTTP	Code	Signification
`401`	`unauthorized`	Clé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization.
`402`	`insufficient_balance`	Solde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche.
`404`	`unknown_type`	Type de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête.
`429`	`rate_limited`	Trop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez.

Notes techniques

Une entrée invalide—aire absente, coefficient non positif, charge négative ou gravité non positive—échoue avec invalid_input et n’est pas facturée.

Contrat d’entrée, champs de réponse, unités et erreurs

Cd doit être positif et au plus égal à deux, ce qui couvre les valeurs d’ingénierie courantes d’une plaque vive vers 0.61 jusqu’aux orifices bien arrondis ou à tube court, sans amplification absurde. Les résultats numériques sont arrondis à douze décimales pour des goldens stables et l’automatisation. Exemple : area 0.01, Cd 0.61 et head 2 avec g par défaut donnent un débit voisin de 0.0382 mètres cubes par seconde si l’aire était en mètres carrés et la charge en mètres, car √(2 × 9.80665 × 2) vaut √39.2266 et 0.61 fois 0.01 fois cette vitesse est le Q renvoyé. Associez le débit à l’aire en plan de votre réservoir si vous avez ensuite besoin d’un temps de vidange ; cette capacité ne résout que l’équation de débit d’orifice. Envoyez par POST un corps JSON avec trois nombres finis obligatoires : area, l’ouverture géométrique positive de l’orifice ; discharge_coefficient, le Cd sans dimension ; et head, la hauteur liquide non négative en amont au-dessus de l’axe. Les alias d’aire comprennent A, orifice_area et opening_area. Ceux du coefficient de débit comprennent cd, Cd, C_d et coefficient_of_discharge. Ceux de la charge comprennent h, liquid_head, water_head et orifice_head. La gravité optionnelle (alias g, g_accel, gravitational_acceleration) vaut par défaut 9.80665 et doit être strictement positive si elle est fournie. Les champs peuvent arriver comme nombres JSON ou chaînes numériques. L’absence de area, de discharge_coefficient ou de head, des valeurs non finies, une aire ou un Cd non positifs, un head négatif ou une gravité non positive échouent avec invalid_input en nommant le problème ; ces échecs ne sont pas facturés. En cas de succès, le corps répète area, discharge_coefficient, head et gravity (arrondis) et renvoie ideal_velocity comme √(2gh), theoretical_discharge comme A fois cette vitesse, discharge comme Cd fois theoretical_discharge, une chaîne de formule, method égal à orifice_flow et un court message lisible.

Où une API de débit d’orifice justifie son usage

Les équipes d’instrumentation qui utilisent encore des compteurs à orifice en plaque mince comme premier contrôle peuvent figer theoretical_discharge puis appliquer un Cd mesuré, au lieu de coder √(2gh) à la main dans chaque tableur. Comme l’implémentation est parse pure de niveau A, chaque appel réussi coûte le prix de base publié $0.002 sans jetons de modèle ni réseau sortant.

Cas d'intégration

Exercices et laboratoires de mécanique des fluides

Vérifiez Q = Cd·A·√(2gh) sur les problèmes du cours et les bacs de pesée en utilisant le même module pur que le widget gratuit du navigateur.

Questions techniques

En quoi cela diffère-t-il d’un calculateur de vitesse de sortie de tuyère ?

Torricelli donne la vitesse du jet √(2gh). Cet outil multiplie cette vitesse par l’aire et Cd pour renvoyer le débit volumique Q, plus le débit théorique avec Cd = 1.

Combien coûte le calculateur de débit d’orifice ?

L’outil du navigateur est gratuit. Les requêtes API utilisent le solde prépayé KIT à $0.002 par appel réussi ; une entrée invalide n’est pas facturée.

Consulter la documentation complète du KIT →

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