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Concept
Débit (physique)
Résumé
Le débit est la quantité d'une grandeur qui traverse une surface donnée par unité de temps. Il permet de quantifier un déplacement de matière ou d'énergie.
Le terme débit est le plus souvent associé au débit volumique : il quantifie alors le volume qui traverse une surface, une section, par unité de temps. Le débit massique caractérise la masse qui traverse la surface par unité de temps. Il s'agit de notions centrales dans une situation d'écoulement de fluide.
Plus généralement, le débit peut désigner le flux des autres grandeurs déplacées par le fluide : débit de quantité de mouvement ou encore débit d’énergie. Le courant électrique est parfois considéré comme un débit de charges. Ceci se généralise en disant que le débit est l'intégrale sur une surface donnée de la projection du vecteur densité de flux sur la normale à la surface :
avec le vecteur densité de flux de la quantité considérée (masse, énergie cinétique, chaleur, concentration d'espèce, charge électrique, etc.).
Le débit volumique est la grandeur physique qui caractérise le volume d'un fluide qui traverse une surface donnée par unité de temps. Son unité dérivée du Système international d'unités est le mètre cube par seconde ().
Ce débit est largement employé dans le domaine de l'hydraulique, en premier lieu en hydrologie, dès lors que l'on étudie l'écoulement des liquides que l'on peut considérer incompressibles, c'est-à-dire que leur masse volumique ne dépend ni de la température ni de la pression. Dans ce cas, le débit volumique reste constant lors de l'écoulement.
Son expression correspond au flux du vecteur vitesse à travers la surface :
Dans le cas d'un écoulement uniforme, c'est-à-dire dont la vitesse est la même sur la totalité de la surface normale au champ de vitesse, l'expression peut se simplifier : . Si l'écoulement n'est pas uniforme, on introduit parfois la vitesse débitante, vitesse moyenne sur la surface, telle que pour simplifier les calculs.
Des variantes telles que le débit-volume surfacique en mètres par seconde (m/s) et le débit-volume linéique en mètres carrés par seconde (m/s) sont parfois utilisées.
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