TP 03 Mesure de Debit [PDF]

Zitiervorschau

Université de Bordj Bou Arreridj Département de Génie civil Année universitaire :2019/2020 Section Groupe : Module : MDF

Faculté des sciences et de la technologie Compte rendu de TP Sous groupe : .

TP N° 3 Intitulé du TP. Mesure de débit. Description du TP  Objectif du TP :  Comparaison avec différents débitmètres  Etude des rapports entre le débit et la pression lors de la mesure du débit  Calcul des coefficients de débit  Etalonnage des débitmètres.  Pré requis : Pour la bonne compréhension de cette étude, il est nécessaire d’avoir les connaissances suivantes :   

Définition de la dynamique des fluides. Définition de débit. La loi de base pour calculer le débit.

 Document de référence : Manuel de l’appareil (principe de base de la mesure de débitHM150.13).  Appareil: Principe de base de la mesure de débit(c’estun appareil contient 3 débitmètresdifférents), associer à un réservoir (module de base dynamique des fluides–HM150-).  Structure de l’appareil : 13

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position 1 2 3 4 5 6 7

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Désignation Manomètres à plusieurs tubes Débitmètre avec diaphragme Arrivée d’eau Ecoulement d’eau Tube de Venturi Robinet à boisseau sphérique Débitmètre à flotteur

position

Désignation

8 9 10 11 12 13

Raccord de mesure de pression Plaque de base avec châssis Raccord de mesure Cylindre de verre Soupape de ventilation Soupape de ventilation

 Theorie : II Mesure de pression : 1- Mesure de la pression différentielle : PL

La soupape de ventilation (12) est fermée. Un coussin pneumatique avec une pression pLest située au-dessus des deux colonnes on obtient : 𝑝1 = 𝑝𝐿 + ℎ1 ∙ 𝜌 ∙ 𝑔

Δh

h1

𝑝2 = 𝑝𝐿 + ℎ2 ∙ 𝜌 ∙ 𝑔 h2

La pression différentielle est

p1 p2

𝑝1 − 𝑝2 = ∆𝑝 = 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ ∆ℎ un équilibrage à zéro est réalisé en réglant la pression d’air pL.pour avoir une gamme aussi large que possible le point zéro du manomètre doit se situer au milieu de la ℎ𝑚𝑎𝑥

graduation.

2

.

ℎ1 + ℎ2 ℎ𝑚𝑎𝑥 𝑝1 − 𝑝𝐿 + 𝑝2 − 𝑝𝐿 ′ = = d où on tire la pression pL 2 2 2𝜌 ∙ 𝑔 𝑝𝐿 =

𝑝1 + 𝑝2 − ℎ𝑚𝑎𝑥 ∙ 𝜌 ∙ 𝑔 2

Pour la mesure absolue, on doit tenir compte de la pression atmosphérique pabs = p0 + (h + hm )ρg; point de mesure.

hm est la hauteur entre le point zéro du manomètre et le

 Mode opératoire et principe de l’essai : 1/ pour la pression différentielle : -

Fermer tous les robinets a boules sur le module de base et sur le montage expérimental. Relier les manomètres aux points de mesures désirés

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Enclencher la pompe du module de base et ouvrir lentement le robinet à boule d’HM 150. Ouvrir les soupapes de purge pour purger le manomètre à 6 tubes par une circulation d’eau énergique. Fermer lentement la vanne de vidange, jusqu'à ce que le manomètre soit purgés. Lorsqu’il n y a plus aucune bulle d’air dans les flexibles de raccordement, alors :  Fermer les soupapes de purge en haut.  Fermer le robinet à boule dans le module de base HM 150.  Mettre la pompe hors service. Réglage du point zéro :  Ouvrir lentement le robinet à boule d’HM 150.  Ouvrir les soupapes de purge et régler la plage maximale puis fermer les soupapes.  Fermer le robinet à boule.  Enclencher à nouveau la pompe et commencer les mesures en ouvrant lentement le robinet à boule.

Diaphragme et buse : C’est un dispositif d’étranglement d’où une diminution de section cela entraîne une augmentation de vitesse du fluide, ce phénomène s’accompagne d’une perte de pression Δp entre la section de la conduite AD en aval et la section rétrécie Ad du diaphragme. 𝑄𝑑𝑖𝑎𝑝ℎ/𝑏𝑢𝑠𝑒 = 𝛼 ∙ 𝜀 ∙ 𝐴𝑑 ∙ √

2∆𝑝 = 𝑘√∆𝑝 𝜌

α : Coefficient de débit sans dimension. ε : Facteur d’expansion, sans dimension (pour les liquides ε=1). ρ: Densité du fluide devant le diaphragme/buse N.B :𝑄𝑑𝑖𝑎𝑝ℎ/𝑏𝑢𝑠𝑒 = 𝑘√∆𝑝 , Δp doit être exprimé en mbar. Le coefficient k : Diaphragme

𝑙𝑖𝑡𝑟𝑒𝑠

Diaphragme :𝑘 = 293 ∙ ℎ√𝑚𝑏𝑎𝑟 Date :../../20..

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Tube de Venturi

𝑙𝑖𝑡𝑟𝑒𝑠

Venturi: 𝑘 = 132 ∙ ℎ√𝑚𝑏𝑎𝑟 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑒𝑠

Buse:𝑘 = 231 ∙ ℎ√𝑚𝑏𝑎𝑟 Unité de pression habituelle 1𝑃𝑎 = 1𝑁⁄𝑚2 = 10−5 𝑏𝑎𝑟 = 0,01𝑚𝑏𝑎𝑟  Travail demandé : 1- Prendre les résultats de l’essai avec précision. 2- Calculer les débitsde chaquedispositif/ Qvdiaph/t vent=Kdiaph/t vent(ΔP)1/2 3- Que constatez-vous. 4- Tracer les courbes (ΔP(diaphragme) et ΔP(tube venturi)) en fonction du débit. 5- Qu’avez-vous constaté. 6- Faite une petite conclusion.

Remplir le tableau des résultats ci dessous N° d’essai

V : volume de mesure en l

Durée de mesure en s

Δp (diaphragme)

Δp (Buse)

Δp (Venturi)

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Qv Débit calculé en l/s