Expérience d'hydraulique : les pertes de charge linéaire

Résumé du document

Dans le cadre du cours en laboratoire d'hydraulique, nous avons été appelés à mettre en avant des mesures de pertes de charge linéaires (ou régulières) en régime permanent dans des conduites cylindriques. Les pertes de charge singulière dues au changement de direction ou à une modification de la répartition des vitesses ne seront pas traitées lors de cette expérience.

Le but de l'expérience est la mise en évidence des pertes de charge dans un système hydraulique, il s'agit entre autres de déterminer les coefficients de rugosité pour deux différents types de tuyaux avec deux diamètres distincts chacun.

Nous devons calculer les rugosités pour chaque tuyau à l'aide des mesures prises sur chacun des tronçons. Les tronçons étudiés sont linéaires : nous n'avons pas effectué les mesures sur certains points particuliers, sur lesquels des pertes de charge singulières ou accidentelles sont provoquées par des accidents de parcours (coude, vannes...).

Extraits

[...] Conclusion L'expérience nous a permis de déterminer, à partir des pertes de charges mesurées dans les tubes piézométriques et du diamètre des tuyaux, la valeur du coefficient de rugosité. Celui-ci nous a permis de constater qu'il existe des différences de la valeur du coefficient de rugosité en fonction des caractéristiques du tuyau : matériau dont il est constitué et diamètre. De plus, nous avons pu remarquer que pour un même tuyau, la valeur du coefficient de rugosité variait lorsque l'on variait le débit. [...]

[...] Expérience d'hydraulique : les pertes de charge linéaire Introduction Dans le cadre du cours laboratoire d'hydraulique et sous le contrôle de M. Jaques Bonvin, nous avons été appelés à mettre en avant des mesures de pertes de charge linéaires (ou régulières) en régime permanent dans des conduites cylindriques. Les pertes de charge singulière dues au changement de direction ou à une modification de la répartition des vitesses ne seront pas traitées lors de cette expérience. Rappels des formules théoriques : j = J / L But de l'expérience Le but de l'expérience est la mise en évidence des pertes de charge dans un système hydraulique, il s'agit entre autres de déterminer les coefficients de rugosité pour deux différents types de tuyaux avec deux diamètres distincts chacun. [...]

[...] ( ( Connaissant la vitesse et le diamètre de section de chaque tuyau nous avons déterminé le coefficient de Reynolds Le coefficient de rugosité de chaque tuyau se calcule à l'aide de la formule : Présentation des mesures expérimentales Les mesures effectuées lors de l'expérience sont résumées dans les tableaux ci-dessous. Nous avons commencé l'expérience avec une valeur maximale de débit pouvant être acceptée par le système. L'expérience s'est déroulée avec une plage de quatre débits différents. La canalisation du circuit est constituée de tuyaux de diamètres et matières différents (éternite et polyéthylène), la vitesse de passage de l'eau dans la conduite est fonction du débit et de la section de celle-ci. [...]

[...] Les tronçons étudiés sont linéaires : nous n'avons pas effectué les mesures sur certains points particuliers, sur lesquels des pertes de charge singulières ou accidentelles sont provoquées par des accidents de parcours (coude, vannes Les changements de diamètre d'un tube à l'autre sont représentés dans la figure suivante : Mesures et calculs expérimentaux 2 Notations Q : débit du fluide V : vitesse du fluide D : diamètre intérieur du tube Re : nombre de Reynolds ν : viscosité cinématique J : perte de charge λ : : coefficient de résistance L : longueur de tronçon g : accélération terrestre k : coefficient de rugosité 4 Calcul expérimental Le but de l'expérience est de déterminer le coefficient de rugosité de chaque tuyau. Le débitmètre nous donne la vitesse et le débit de l'eau dans le tuyau numéro deux. [...]

[...] Analyse des mesures expérimentales On remarque d'après les tableaux que pour un diamètre à peu près équivalent et pour un même débit, le coefficient de rugosité des tuyaux en éternite est plus faible que celui de ceux en polyéthylène. Tableau récapitulatif des calculs réalisés D'après le graphique ci-dessus, on remarque qu'il y a une corrélation entre le débit et le coefficient de rugosité. Plus le débit de rugosité augmente, plus la rugosité est importante. Cependant au-delà d'une certaine valeur de débit la rugosité n'augmente plus, et diminue même. On remarque également que la rugosité augmente lorsque le diamètre du tuyau augmente. [...]