38 1 171KB
RAPPORT DE TP D’HYDRAULIQUE TS BU 2 GROUPE 2
INTRODUCTION L’eau est en à point douter source de vie sinon elle est la vie. C’est donc une nécessité pour nous de connaître tous les paramètres chimiques et physiques qui partent de son traitement jusqu’à sa distribution. C’est ainsi qu’il nous a été demandé d’étudier l’un des comportements de l’eau qu’est la perte de charges. Dans l’application de l’hydraulique, on appelle perte de charge la manifestation de l’eau sus forme de diminution de charge dans le sens de l’écoulement. Dans toute étude de circuit hydraulique (réseau de distribution d'eau potable, réseau d'irrigation etc.…) l'évaluation des pertes de charges constitue une phase très importante et délicate qui conditionne le dimensionnement du circuit.
BUT DE L'ESSAI L'étude des pertes de charges d'un circuit consiste à la détermination de perte de charge totale du circuit qui est constitué de : Des pertes de charge régulières proportionnelles à la distance parcourue par le fluide. Des pertes de charges singulières localisées au niveau de chaque singularité (coude, élargissement brusque etc.…) rencontré par le fluide lors de son écoulement. L'évaluation de ces dernières constitue le but de cette manipulation.
MODE OPERATOIRE Vérifier que le réservoir est rempli d'eau. Fermer les vannes v3 et v2, ouvrir la vanne v1. Mettre en marche l'électro-pompe en appuyant sur le bouton noir du discontacteur (situé à gauche de l’ensemble). Ouvrir progressivement v2 et en même temps fermer un peu la vanne de by pass v1 de telle manière que le niveau d'eau dans le bac amont soit ENCADREUR : M. TRA BI
1
RAPPORT DE TP D’HYDRAULIQUE TS BU 2 GROUPE 2
toujours légèrement au-dessus du réservoir (vous devez toujours avoir un léger versement par le trop plein). Régler le niveau du bac aval (en montant ou en descendant la tige filetée munie de son bouchon d'obturation de vidange) de telle manière que la différence de niveau entre hg et h10 soit de 2 cm environ. Appeler le surveillant pour vérification
LES MESURES A EFFECTUER Relever les hauteurs hi pour i=13 en utilisant le tableau de présentation des mesures données. La ligne ainsi remplie représente donc une série de mesures pour une valeur précise du débit Q dans le circuit. Agissez sur le niveau d'eau dans le bac aval (en réglant la position de la tige filetée) pour le faire descendre de 3 cm environ. Après stabilisation, reporter les nouvelles valeurs de hi sur la deuxième ligne du tableau (correspondant une valeur de Q). Recommencer ainsi de suite pour une dizaine de valeurs du débit. Vérifier toujours que le niveau dans le bac amont est au dessus du réservoir; sinon modifier les vannes v1 etv2.
ENCADREUR : M. TRA BI
2
RAPPORT DE TP D’HYDRAULIQUE TS BU 2 GROUPE 2
TRAVAIL DEMANDE Présentation des résultats ? Tracé des courbes. 1°) Tracer la courbe h11-h12=f(Qc), reporter les incertitudes sur la mesure des valeurs h11 et h12. Dans la suite, pour tout calcul relatif à une ligne i, on prendra comme valeur du débit celle donnée par l'incertitude de (h11-h12)i avec la courbe expérimentale tracée au 1°(soit Qc expérimentale). 2°) Calculer les valeurs moyennes des divers coefficients de perte de charge K relatif à chaque obstacle à savoir coude2, élargissement, rétrécissement et diaphragme. Comparer avec les résultats en annexe.
3°) Tracer le coude (hg - h10) en fonction de Qc expérimental. 4°) Votre conclusion et remarques ANNEXE-CALCUL DE QUELQUES PERTES DE CHARGE SINGULIERES. Singularité dans un coude Le coefficient de pertes de charges singulières K dépend de forme générale du coude. L'analyse des résultats expérimentaux a permis d'établir la relation empirique suivante. 1. K=ΔH+ΔF
avec ΔH=Ai.Bi
et
ΔF=0,0175. λ. (Rc/D).
Dans lesquels =Angle de changement de direction Rc=Rayon de courbure D=Diametre du tuyau Et Ai=Ai () pour =90° Ai=1
ENCADREUR : M. TRA BI
3
RAPPORT DE TP D’HYDRAULIQUE TS BU 2 GROUPE 2
. Bi=Bi (D/Rc) donné par le tableau (si Bi ne figure pas dans le tableau on procède par interpolation) Ci=dépend de la forme de la section ; pour une section circulaire Ci=1 λ =terme correctif, dans notre cas λ=0,02 K=1*0,4047*1+0,0175*0,02*(35/40)*90 K=0,43 L'élargissement brusque Le résultat théorique est obtenu par une application du théorème des quantités de mouvement (formule de Borda) Nous obtenons : ΔHAB= (V1-V2/2g) avec K= (1-(S1/S2)2)2 Le coefficient K, suivant la nature de l'élargissement, est corrigé par des termes correctifs. K= (1-(40/80)2)2 K=0,56 K=(1/cc-1)2
et Cc=σ/S2=0,62
K=(1/0,62-1)2 K=0, 38 Le rétrécissement brusque Δh= (Vσ-V2)2/2g=Kv2/2g Diaphragme K= (1+0.707√(1-S1/S2 )-S1/S2) 2 K=1,00 REMARQUES L'étude des pertes de charge que nous avons eu à effectuer de manière pratique nous amène à faire plusieurs constats. ENCADREUR : M. TRA BI
4
RAPPORT DE TP D’HYDRAULIQUE TS BU 2 GROUPE 2
En effet, il est à remarquer que les résultats expérimentaux et théoriques sont le plus souvent très différents. Ces différences sont dues aux erreurs de lectures sur le tableau ou aussi à des erreurs de manipulation.
Au niveau des différents K on constate que les valeurs expérimentales sont plus élevées que les valeurs théoriques. Cette différence entre les valeurs se fait plus ressentir au niveau du coude 2 et du rétrécissement. Aussi convient il de dire que la courbe 2 obtenue est une courbe moyenne car h9-h10 est tracée en fonction de Qc expérimentale du tube de Pito
Tableau récapitulatif de la manipulation BAC A H0
COUDE 1
COUDE 2
Elargissement
H1
H2
Δh
H2
H3
Δh
H3
H5
Δh
495
493
483
10
483
477
6
477
480
-3
495
490
473
17
473
465
8
465
470
-5
494
489
465
24
465
454
11
454
460
-1
493
487
457
30
457
444
13
444
452
-8
493
484
448
36
448
432
16
432
442
-10
495
483
440
43
440
420
20
420
430
-10
495
472
430
42
430
410
20
410
425
-15
493
470
425
45
425
400
25
400
415
-15
492
477
415
62
415
387
28
387
405
-18
495
475
407
68
407
375
32
375
397
-22
ENCADREUR : M. TRA BI
5
RAPPORT DE TP D’HYDRAULIQUE TS BU 2 GROUPE 2
Rétrécissement
VANNE
Diaphragme
Pitot
Bac B
Qc (m 3/s)
Qce (m3/s)
H5
H6
Δh,
H7
H8
Δh
H9
H10
Δh
H11
H12
Δh
H13
480
473
07
460
458
02
452
433
19
440
437
03
440
0,00058
0,0015
470
456
14
442
440
02
430
400
30
415
412
03
412
0,00058
0,0018
460
460
20
423
420
03
405
365
40
385
382
03
383
0,00058
0,0021
452
428
24
400
398
02
382
330
52
356
351
05
353
0,00075
0,0024
442
412
30
380
375
05
360
295
65
327
321
06
323
0,00082
0,0027
430
397
33
360
355
05
335
259
76
300
293
07
292
0,00089
0,0029
425
385
40
345
339
06
316
228
88
273
265
08
263
0, 00095
0,0031
415
367
48
323
319
04
292
193
99
247
236
11
235
0,00111
0,0033
405
355
50
303
298
05
268
157
111
217
204
13
203
0,00121
0,0035
397
340
57
280
277
02
244
120
124
187
174
13
173
0,00121
0,0037
ENCADREUR : M. TRA BI
6
RAPPORT DE TP D’HYDRAULIQUE TS BU 2 GROUPE 2
Courbe de ( h9-h10 ) en fonction de QC expérimental
H9-H10
H9-H10 en fonction de Qc 140 120 100 80 60 40 20 0
Y
1 5 01 8 02 1 02 4 02 7 02 9 03 1 03 3 03 5 03 7 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
Qc
Courbe de ( h11- h12 ) en fonction de QC
H11-H12 en fonction de Qc
H11-H12
14 12 10 8 6
Y
4 2 0
Qc
ENCADREUR : M. TRA BI
7
CONCLUSION
Au terme de notre étude nous pouvons affirmer que cette analyse nous a permis de prendre conscience des différentes pertes de charges dues aux élargissements, aux rétrécissements et aux coudes des conduites lors de la circulation d'un fluide. Ces facteurs devront donc être pris en compte lors de l’alimentation en eau d’une agglomération. Cela nous permettra en tant que futurs Hydrauliciens lors des opérations d'assainissements et d'alimentation en eau de ne point négliger ces différents paramètres.
8