MDF Deversoir [PDF]

Zitiervorschau

Université Aboubekr Belkaid Tlemcen Faculté de Technologie Département de Génie Mécanique

TP : Ecoulement à traverse les déversoirs à paroi mince

Présenté par :  Mehadji Soufiane  Ghellai Med Younes  Khater Zahira  Djeffal Amel Année Universitaire 2020/2021

Introduction : Le débit d’un cours d’eau peut être mesuré de façon simple en utilisant la méthode du déversoir. Deux types de déversoirs sont proposés ici : triangulaire ou rectangulaire. Divers types de déversoirs sont d'usage très courant, tels le déversoir triangulaire, le déversoir rectangulaire et le déversoir trapézoïdal.

But de l’essai : Le but de cette expérience est d’établira relation entre le débit et la hauteur d’eau déversée pour deux déversoir à paroi mince de forme triangulaire ou rectangulaire et en déduire les valeurs respectives des coefficients de débit.

Le principe  : de mesure consiste à déduire le débit de l'épaisseur de la lame liquide s'écoulant au-dessus du déversoir, placé en travers de l'écoulement. Le déversoir compte parmi les plus simples et les plus anciens appareils de mesure du débit. Les données tirées de ces déversoirs sont sûres à condition que l'écoulement qui se produit en aval de la crête permette à l'air de s'infiltrer sous la nappe d'eau, sans quoi l'écoulement tend à augmenter par appel au vide.

Donc il y a deux type de paroi qui étudier :

Déversoir rectangulaire : Le déversoir normalisé est composé d’une échancrure rectangulaire, symétrique dans une mince paroi verticale. Toute la paroi doit être lisse et unie, surtout sur la partie amont. Elle doit être perpendiculaire aux parois et au fond du canal. La crête du déversoir doit être une surface plane horizontale, perpendiculaire avec la face amont de la paroi du déversoir. L’intersection de ces deux surfaces doit être rectiligne et à arête vive.

Qexp = Vr/tps (m3/s) Qexp =Cqv *Qtheo (m3/s) B=4.60 cm ; g=9.81( m/s2)

Déversoir triangulaire : Dans la gamme des conditions pour lesquelles les données expérimentales disponibles sont valables, le déversoir triangulaire en mince paroi est un dispositif très précis pour les mesures des débits. Il doit être formé d’une échancrure en V symétrique, située dans une mince paroi verticale. La bissectrice de l’angle de l’échancrure doit être verticale et équidistante des côtés du canal d’approche. La paroi du déversoir doit être lisse et plane, surtout sur la face amont et elle doit être perpendiculaire aux parois et au fond du canal.

Qexp = Vr/tps (m3/s) Qexp =Cqv *Qtheo (m3/s) θ = 90° ; g=9.81 ( m/s2)

 Mode opératoire : On place le déversoir rectangulaire a étudier dans le banc hydraulique et on fait varier La charge H et o n mesure le débit d’ écoulement sur ce banc.

 Résultat : On a les résultats obtenue au tableau si dessous :Qexp=v/tps

1)- Triangle Qtheo=(8/15) *(tgθ/2)*(H2.5)* √(2*g) = 3.8265* H2.5 θ =90° => θ/2 = 90°/2=45° g=9.81m/s2 Cqv= Qexp/ Qtheo H(*)

Qtheo(m3/s

Cqv

0.00094

0.177

0.0006216

0.229

0,0001184

0.000245 9 0.000162 4 9.88 E-05

0.0003781

0.313

0.023

0,0001059

8.02 E-05

0.0003069

0.345

5.03

0.02

9.94 E-05

5.65 E-05

0.0002164

0.459

6.5

0.017

7.69E-05

3.76 E-05

0.000144

0.533

V(m3)

Tps(s)

H(m)

Qexp(m3 /s)

1

0.0005

3

0.036

2

0.0005

3.5

0.0305

0,0001666 7 0,0001428

3

0.0005

4.22

0.025

4

0.0005

4.72

5

0.0005

6

0.0005

 La valeur moyenne de coefficient de débit : Cqv moyenne=0.343 H(*)= H5/2

 Tracer le graphe Q=f(H) :

Qexp 0.00018 0.00016 0.00014 0.00012 0.0001

Qexp

0.00008 0.00006 0.00004 0.00002 0

0.036

0.0305

0.025

0.023

0.02

0.017

Interpolation : on remarque que le débit qui augmenter par apport à l’augmentation de la hauteur donc QexpQtheoH Ln(Q) -8.31 -8.72 -9.22 -9.43 -9.78 -10.18

Ln(H) -3.32 -3.49 -3.68 -3.77 -3.91 -4.07

 Tracer le graphe ln(Q)=f(ln(H))

Ln(Q) 0 -3.32

-3.49

-3.68

-3.77

-3.91

-4.07

-2 -4 -6

Ln(Q)

-8 -10 -12

Interpolation :on remarque que le ln(Q) qui augmente par apport à ln(H) mais au sens négative.

2)- Rectangulaire : Qtheo=(2/3) *b*(H1.5)*√(2*g) =0.1358* H1.5 b= 0.046 m ; g=9.81m/s2 Cqv= Qexp/ Qtheo V(m3)

Tps(s)

H(m)

Qexp(m3/s)

H(*)

Qtheo(m3)

Cqv

1

0.0005

1.3

0.026

0.00038

0.00419

0.000569

0.67

2

0.0005

1.5

0.024

0.00033

0.00371

0.000504

0.66

3

0.0005

1.9

0.0215

0.00026

0.00315

0.000428

0.61

4

0.0005

2.5

0.0175

0.0002

0.00231

0.000314

0.63

5

0.0005

4.5

0.012

0.00011

0.00131

0.000178

0.62

6

0.0005

6

0.0095

8.33 E-05

0.000925

0.000125

0.66

 La valeur moyenne de coefficient de débit : Cqv moyenne= 0.645

 Tracer le graphe Q=f(H)

Qexp 0.0004 0.00035 0.0003 0.00025 0.0002

Qexp

0.00015 0.0001 0.00005 0

0.026

0.024

0.0215

0.0175

0.012

0.0095

Interpritation :on remarque que le débit qui augmenter par apport à l’augmentation de la hauteur donc QexpQtheorH

 Tracer le graphe ln(Q)=f(ln(H)) ln(Q)

ln(H) -8,51 -8,56 -8,56 -8,8

-3,38 -3,61 -3,77 -4,5

Série 1 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2

Série 1

1.5 1 0.5 0

Catégorie 1

Catégorie 2

Catégorie 3

Catégorie 4

Interpretation :on remarque que le ln(Q) qui augmente par apport à ln(H) mais au sens négative. Avec perturbation de débit.

Conclusion : D’après les calculs et l’expérienceont conclu que : Le débit dans la paroi rectangulaire est supérieur au débit dans la paroi triangulaire. Le coefficient de débit dans le paroi rectangulaire est inférieureau débit dans la paroi triangulaire. Le débit dépend que de la charge amont; alors le coefficient de débit ne dépend aussi que de celle ci Le déversoir triangulaire convient très bien pour la mesure des petits débits. Il est toutefois nécessaire de prendre quelques précautions et on constate que le déversoir triangulaire est meilleur pour calculer les débits que le déversoir rectangulaire. Les déversoirs triangulaires sont utilisés de préférence aux déversoirs rectangulaires pour la mesure des faibles débits. Pour les déversoirs rectangulaires le choix de la largeur et de la pelle est fonction de la gamme des débits à mesurer, de la hauteur disponible et de la précision souhaitée. Il ne faut pas oublier que la lame d’eau mesurée doit être au plus égale à la hauteur de la pelle.