TP MDF : mesurer les forces engendrées par un jet de fluide (eau) sur un obstacle fixe et de comparer ces forces à la variation de la quantité de mouvement du fluide au moment de la quantité du choc;d’étudier les pertes de charge qui ont lien lors de l’écoulement d’un fluide(eau) à travers d’un orifice à la base d’1 réservoir de grand dimension un jet de différent orifices,
But :
Le
travaille pratique est devisée en deux manipulation
Manipulation
1
Dont le but de mesurer les forces engendrées par un
jet de fluide (eau) sur un obstacle fixe et de comparer ces forces à la
variation de la quantité de mouvement du fluide au moment de la quantité du
choc.
Manipulation
2
Dont
le but d’étudier les pertes de charge qui ont lien lors de l’écoulement d’un
fluide(eau) à travers d’un orifice à la base d’1 réservoir de grand dimension
un jet de différent orifices,
Permettra de montrer la
variation de ces pertes de charge avec la forme de l’orifice elle permet
également de mesurer la réduction de la veine fluide à la sortie du réservoir.
DESCRIPTION :
Lorsqu’ un fluide s’écoule dans un système, le
frottement des molécules du fluide contre les parois des conduites produit un
échauffement, et par conséquence une partie de l’énergie est perdue sous la
forme d’énergie calorifique. Les causes de pertes de charge trop impotentes par
frottement dans les conduites hydrauliques sont les suivantes :
- conduites trop longues et passage
insuffisant
- coudes trop nombreux
- raccordements mal conçus
COMPOSANTS
NECESSAIRES :
|
MODULE N°
|
NOMBRE
|
DESIGNATION
|
|
fixe
|
1
|
Groupe
générateur
|
|
2
|
1
|
Limiteur
de pression
|
|
1
|
2
|
Monomètres
|
|
17
|
1
|
Pertes
de charge (tube spirale)
|
|
12
|
1
|
Limiteur
de débit
|
|
-
|
1
|
Chronomètre
ou un débitmètre
|
PROCEDURE :
1 – Préparation des
composants. . 4 – Réalisation
d’exercice
2 – Réalisation du montage. 5 – Démontage
3 – Contrôle du Montage.
PRECAUTIONS :
1–
ne pas mettre en route le groupe hydraulique avant la vérification du montage.
2– ne pas corriger une erreur de
montage lorsque le groupe hydraulique est en fonctionnement. Décomprimer les
circuits sous pression.
Principe :
Lors de l’alimentation,le débit
volumique est donnée par la relation suivant :
QV= (N/30)-16.5
Avec : Qv en l/s
Et : N en tr/min
Le débit de l’eau est anime a une vitesse U0
avant le choc et U1 (après) au moment
Du choc sur l’obstacle
(coupellé hémisphérique disque plat).après le choc on rétablit l’horizontalité
de la règle par le déplacement d’un e
masse m à des distances x sur la règle gradués.on mesure chaque la fréquence N
à l’aide de sa correspondance avec la vitesse linéaire U fixé sur le
potentiomètre de commande du moteur.
On
ferme un robinet de liaison entre deux cylindres pour chercher les paramètres
de la 2ème manipulation.
Le
débit reste le même que dans la 1ère manipulation, il arrive au
cylindre 2 dans lequel se stabilise à un hauteur H0 dans un temps
lieu déterminer, on détermine alors le temps nécessaire pour remplir 5 l dans le réservoir de
variation pour chaque valeur de fréquence N.
Pour
un volume jusqu’au trop-plein, la charge est alors constant dans le réservoir
soit H0, on mesure le niveau de l’eau dans le tuyau fixe sur le
cylindre, on détermine également Dc par la méthode de la lame.Les
mesures sont faites pour les deux orifices.
Manipulation1
Impact d’un jet
sur un obstacle
1-1
Schéma du montage
1-2
calcule :
U0 :
vitesse du jet à la sortie de la tuyère :
Le
réservoir et la grande dimension.
Q0=U0.S avec
S=(3,14D2)/4
Donc: U0 =4Q0/3.14D2
Avec D : diamètre de la section de sortie connu
U1 : vitesse du jet, moment du choc
|
Qv
|
Qm
|
U0
|
U1
|
Q U1
|
X
|
Fd
|
|
30.6
|
30.6
|
390
|
389
|
1.19
|
30
|
1.2
|
|
32.8
|
32.8
|
417.8
|
416.7
|
1.36
|
37
|
1.48
|
|
36.8
|
36.8
|
468.5
|
467.7
|
1.72
|
40
|
1.6
|
|
39.5
|
39.5
|
503
|
502.26
|
1.98
|
45
|
1.8
|
|
43.5
|
43.5
|
554
|
553.33
|
2.4
|
60
|
2.4
|
|
44.8
|
44.8
|
570.4
|
569.8
|
2.55
|
72
|
2.88
|
Le débit volumique de la pompe est donnée par la
relation suivant : QV=N/30-16.5
On fait de fixer l’obstacle plat au
levier,on place la masse mobile en position 0 sur le levier et on règle le ressort de soutien afin que le
levier soit horizontal.
On fait marcher l’appareil,se
soulevée sous l’action de la force F on rétablir
la position horizontale du levier en déplaçant la masse d’une distance X à
chaque fréquence N du moteur ,on note la distance X.
Calcul de U0 : vitesse du jet
à la sortie de la tuyère :
On sait que QV=N/30-16.5=U0.S
Donc:U0=1/S(N/30-16.5)
Alors
U0=4/3.14.D2(N/30-16.5)
Détermination de l’expression
de U1=f(U0,h)on applique le théorème de berrenoulli entre
A et B
ZA+PA/2
g+Va2/2 g= Zb+Pb/2 g+Vb2/2
g
U1=Uo
et UB=U1
Ua2/2g= ( Z1+ ZB)+U02/2g Ua2/2g=(
Zb+ Za)+U02/2g
Donc on trouve
|
UA= √ (U02-h2g)
|
Expression de la force T=f (m, x, p)
Système étudier :
(levier)
Les forces appliquées :
P=mg : le poids F : force exercée par le jet sur l’obstacle
D’après le P.F .S
On a la somme des force extérieur est égale à 0
La somme des moments des forces extérieur
est égale aussi à 0
D’où A+F+P=0
AF+Xp=0 D’où
F=x.mg/a
1-1 Schéma du montage
1 : potentiomètre
2 : pompe
3 : vanne
4 : obstacle de demi
sphère
5 : masse pour rétablir
l’horizontalité du système
Calcule :
U0 : vitesse du jet à la sortis de la tuyère
Le réservoir est la grande
dimension
Q0=U0*S
Avec S=п*d2/4
Donc Q0=U0* (п*d2/4)
Le
débit volumique de la pompe est donné par la relation suivante :
Qv=N/30-16.5
On fait l’obstacle demi
sphère au levier, on place la masse mobile en position 0 sur le levier et on
règle le ressort de soutient a fin que le levier soit horizontal
On fait marcher, le levier se
soulève sous l’action de la force F.
On rétablis la position
horizontal du levier en déplaçant la masse d’une distance x a chaque fréquence
n du moteur, on note la distance x.
Le
calcul de Uo : vitesse du jet a la sortis de la tuyère :
On sait que
Qv=N/30-16.5=Uo*S donc Uo=
(1/S)*(N/30-16.5)
Alors
Uo=(4/П*d2)(N/30-16.5)
Détermination de l’expression
de U1= f(Uo,h)
On applique le théorème de
Bernoulli entre A et B
ZA+PA/2g+VA2/2g=
ZB+PB/2g+VB2/2g
Donc on trouve U1=(Uo2-h2g)1/2
|
Qv
|
Qm
|
Uo
|
U1
|
QmU1
|
x
|
Fc
|
|
30.6
|
30.6
|
97.5
|
97.25
|
0.29
|
35
|
1.4
|
|
32.8
|
32.8
|
104.4
|
104.17
|
0.34
|
40
|
1.6
|
|
36.8
|
36.8
|
117.12
|
116.92
|
0.43
|
45
|
1.8
|
|
39.5
|
39.5
|
125.75
|
125.56
|
0.5
|
50
|
2
|
|
43.5
|
43.5
|
138.5
|
138.33
|
0.6
|
65
|
2.6
|
|
44.8
|
44.8
|
142.6
|
142.45
|
0.63
|
85
|
3.4
|
Graphe de Fd et Fc
en fonction de Qm.U1
Conclusion :
-on remarque qu’il y a une différence entre le débit
pour P1 et le débit pour P2 et cella due au condition et aussi les changements
des positions des orifices pour les deux pression
-on ne suit pas les escapes de la manipulation c à d
on fait varier le débit et on déduit la pression, mais on fait l’inverse, on
varie la pression et on aboutis le débit et cella revient à un problème au
Niveau de la machine.