25/06/2015

TP Mcanique des fluides Pertes de charges linaires

ICAM SITE DE VENDEE TRISTAN DE BODARD, JEROME HERBERT ET FRANCK PERRAUD

Nous avons pu, travers le cours et les exercices, observer les pertes de charges. Le but de ce TP est dobserver et de quantits les pertes de charges linaires (ou rgulire) dans lcoulement dune fluide. Nous tenterons de valider nos thories de cours quant la viscosit, la vitesse du fluide ou encore le diamtre de la canalisation.

Manipulation

2.7 Mesures, calculs et rsultats

1. Intrt position prises de pression

La position des prises de pressions permet dviter les potentiels turbulences dut au changement de

section en bout de circuit.

2. Intrt double circuit

Le circuit eau/air/eau va nous permettre les mesures bas dbit et le circuit eau/mercure/eau les

mesures haut dbit. Les prcisions des mesures seront plus prcises.

3. Relation Heau et Hmercure Schma Eau/Mercure

Schma Eau/Air

A

B

A B

A

B

A B

Bernoulli

+

2

2+ =

+

2

2+

Or les Vitesses sont nulles, do :

+ =

+

Mercure :

= + +

= . ( ) . ( ) . ( )

= ( )

Air :

= + +

= . ( ) . ( ) . ( )

= ( )

Do :

( ) = ( )

=

=102513600

1.2251025

= 12.28

4. Diffrence de pression

5. Courbe Heau = f(Q)

Volume (ml) Volume(m^3) t (s) Dbit (m^3/s) Section (m) Vitesse (m/s) H eau (mm) H mercure

510 0,00051 200 0,00000255 7,1E-06 3,6E-01 80 6

490 0,00049 165 2,9697E-06 7,1E-06 4,2E-01 110 8

490 0,00049 130 3,76923E-06 7,1E-06 5,3E-01 155 13

495 0,000495 115 4,30435E-06 7,1E-06 6,1E-01 210 16

500 0,0005 95 5,26316E-06 7,1E-06 7,4E-01 310 28

532 0,000532 90 5,91111E-06 7,1E-06 8,4E-01 400 32

510 0,00051 80 0,000006375 7,1E-06 9,0E-01 491 40

512 0,000512 60 8,53333E-06 7,1E-06 1,2E+00 860 70

525 0,000525 45 1,16667E-05 7,1E-06 1,7E+00 1425 116

550 0,00055 35 1,57143E-05 7,1E-06 2,2E+00 2432 198

570 0,00057 32 1,78125E-05 7,1E-06 2,5E+00 3194 260

Re log (Re) log () thorique

1082 6,9E-02 3,03432904 -1,16083662 -1,22814907

1260 7,0E-02 3,100501 -1,15487783 -1,29432103

1600 6,1E-02 3,20404159 -1,21302 -1,39786162

1827 6,4E-02 3,26169622 -1,19644167 -1,45551625

2234 6,3E-02 3,34903526 -1,20197735

2509 6,4E-02 3,39945799 -1,1921245

2706 6,8E-02 3,43226905 -1,16844316

3622 6,6E-02 3,55890757 -1,17868216 -1,39003981

4951 5,9E-02 3,69473565 -1,23097836 -1,42399683

6669 5,5E-02 3,82408351 -1,25746687 -1,45633379

7560 5,6E-02 3,87851374 -1,24801918 -1,46994135

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 0,000005 0,00001 0,000015 0,00002

H eau = f(Q)

6. Courbe = f(Re)

8. Graphe log () = f (log (Re))

On observe une tendance identique (parallles) entre le rgime turbulent thorique et mesur,

la diffrence tant due la rugosit du conduit.

Pour les courbes de tendance des rgimes laminaires, on observe une relle diffrence. Ceci

sexplique par les fuites au niveau du robinet, qui deviennent un facteur important faible vitesse.

0,0E+00

1,0E-02

2,0E-02

3,0E-02

4,0E-02

5,0E-02

6,0E-02

7,0E-02

8,0E-02

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

= f (Re)

-1,5

-1,45

-1,4

-1,35

-1,3

-1,25

-1,2

-1,15

-1,1

-1,05

-1

3 3,2 3,4 3,6 3,8 4

log

()

log (Re)

log () = f (log(Re))

turbulent rel

laminaire rel

laminaire idal

turbulent idal

Linaire (turbulent rel)

Linaire (laminaire rel)

Linaire (laminaire idal)

Linaire (turbulent idal)

9. Abaque de Colebrook

En prenant 0.056 et Re = 8 000, on obtient 0.02 dindice de rugosit.

On obtient une diffrence avec le 0.03 thorique annonc, qui sexplique certainement par le calcaire

prsent dans la canalisation.

2.8 Conclusion

Au travers de ce TP, nous avons pu observer les diffrences entre les modles thoriques et

nos exprimentations. Nous obtenons la fin des diffrences plus ou moins importantes, dues la

rugosit des canalisations, du calcaire ou encore des fuites.

Cependant, le modle thorique se rapproche de nos modles et sont donc un moyen

dvaluer les pertes de charges rgulires.