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TP MDF ●Bases théoriques de la mesure de débit ●Détermination du coefficient de

TP MDF ●Bases théoriques de la mesure de débit ●Détermination du coefficient de frottement de différents tuyaux De la parte de : Guerreche Fodil Hachelef Bilel Abdenabi Mouhamed Larid Mohammed Elamin Année scolaire : 2019/2020 Ι) BASES THEORIQUES DE LA MESURE DE DEBIT : 1) Introduction : Le rotamètre est un débitmètre à flotteur utilisé pour mesurer le débit de liquide ou de gaz. Le rotamètre est composé d'un tube et d'un flotteur. Le flotteur réagit aux changements de débit de manière linéaire. Les gammes de débit sont généralement de 10 à 1. Pour les rotamètres de laboratoire OMEGAMD, il est possible d'obtenir davantage de flexibilité grâce à l'utilisation d'équations de corrélation. Le débitmètre à flotteur est populaire en raison de son échelle linéaire, sa gamme de mesure relativement longue et sa faible perte de pression. Il est simple à installer et à entretenir. Le principe de fonctionnement de débitmètre a flotteur : Le fonctionnement du rotamètre est basé sur le principe des sections variables : le débit du fluide soulève un flotteur dans un tube conique, augmentant la section de passage du fluide. Plus le débit est élevé, plus le flotteur est soulevé. La hauteur du flotteur est directement proportionnelle au débit. Avec les liquides, le flotteur est soulevé par la combinaison de la force de flottabilité du liquide et la hauteur dynamique du fluide. Avec des gaz, la force de flottabilité est négligeable, et le flotteur répond à la hauteur dynamique seule. Le flotteur se déplace vers le haut ou le bas du tube proportionnellement au débit du fluide et à la surface annulaire entre le flotteur et la paroi du tube. Le flotteur atteint une position stable dans le tube lorsque la force vers le haut exercée par le fluide en écoulement est égale à la force de gravité vers le bas exercée par le poids du flotteur. Un changement de débit bouleverse cet équilibre des forces. Le flotteur se déplace ensuite vers le haut ou vers le bas, en changeant la surface annulaire jusqu'à ce qu'il atteigne à nouveau une position où les forces sont en équilibre. Pour correspondre à l'équation de la force, le flotteur du rotamètre prend une position distincte pour chaque débit constant. Cependant, il est important de noter que puisque la position du flotteur dépend de la gravité, le débitmètre à flotteur doit être orienté et monté verticalement. * Débitmètre à flotteur * Buts de TP :  Découvrir les bases théoriques de la mesure de débit. Vérification de la pression de mesure du débitmètre a flotteur. Calcule de débit Comparaison entre le débit calculé et le débit lue sur le débitmètre. Matérielles utilises dans le TP : Pompe. Manomètre. Chronomètre. La vanne de réglage. Tableaux de manomètre. L’indicateur électronique de pression différentielle et le débitmètre. Réservoir de mesure. Robinets à boisseau sphérique. Robinets d’arrêt. Manipulation On rempli le réservoir de mesure B1 d’eau jusqu’à ce que le niveau puisse être lu sur l’indicateur de niveau. Pour cela, nous prenons les étapes suivantes : - On va fermer le robinet à boisseau sphérique V9 et on ouvre les robinets d’arrêt V1 et V7. - On va régler le robinet trois voies V8 de sorte que l’eau coule dans le réservoir B2. - On va mettre la pompe en marche. - On va régler un faible débit avec la vanne de réglage fin V10. - On va placer le robinet trois voies V8 sur la position de remplissage de B1 et on remplit le réservoir d’eau jusqu’à ce que le niveau soit tout juste visible sur l’échelle de niveau de remplissage. - On va régler ensuite le robinet trois voies V8 de sorte que l’eau coule dans le réservoir B2. Mode opératoire : - Lire et noter le niveau de remplissage initial du réservoir B1 sur l’échelle de niveau de remplissage du réservoir B1. - Régler le débit à contrôler avec la vanne de réglage fin V10 et le débitmètre F11 et le noter. - Démarrer ensuite simultanément la mesure de temps et placer le robinet trois voies sur B1. - Juste avant la fin de l’échelle de niveau de remplissage (70cm) arrêter simultanément la mesure de temps et placer le robinet trois voies sur B2. - Pour finir, lire et noter le niveau de remplissage attient et la différence de temps. 2) Travail demandé : 1) Remplissage de tableaux : Mesure du débit 1 mm de hauteur de remplissage = 0,03436 dm³ V Lu sur le débitmètre à flotteur Hauteur de remplissage du réservoir B1 : Δh Temps t Volume v Débit calculé V en m³/h en mm en s en dm³ en dm³/h en m³/h 0,4 400 120 13,744 412,32 0,4123 0,8 400 106 13,744 466,77 0,4667 1,2 400 43,04 13,744 1149 1,149 1,6 400 34 13,744 1455 1,455 2 400 27,09 13,744 1826 1,826 Tab.1. Valeurs mesure du débit 2) Calcule : 1 mm = 0,03436 dm³ ↔ 400 mm = 13,744 dm³ Pour calculer le débit volumique : V=w×s=v(m 3) t (h) (en m³/h) L’écart ∆V entre la valeur lu et la valeur mesurée : ∆V= V (lu) - V (calculé). V (lu) (m³/h) 0,4 0,8 1,2 1,6 2 V (calculé) (m³/h) 0,4123 0,4667 1,149 1,455 1,826 ∆V (m³/h) 0,0123- 0,333 0,051 0,145 0,174 3) Commentaire On remarque que l’écart augmente lorsqu’on augmente la valeur de débit. (Quand on augmente le débit la précision est diminue) ΙΙ) DETERMINATION DU COEFFICIENT DE FROTTEMENT DE DIFFERENTS TUYAUX 1) Introduction : La Connaissance des pertes de charge dans des différents éléments de tuyauterie joue un rôle important dans le dimensionnement des systèmes de tuyauterie. Le banc d’essai HM 122 permet de déterminer de manière expérimentale ces coefficients importants et d’étudier l’évolution de la pression dans des sections de tuyau typiques. * Le banc d’essai G U N T HM 122 * L’objectif de l’essai : Détermination expérimentalement des coefficients de frottement de différents tuyaux. Tracer les différents graphes des valeurs des différents tuyaux (Cu de 28*1/Cu de 22*1/ acier galvanise ½) Manipulation - On va raccord un flexible de mesure à la 1ère chambre de mesure toroïdale de la portion de tuyau considérée - On va raccord un deuxième flexible de mesure à la dernière 5eme chambre de mesure toroïdale de la portion du tuyau considérée - On va effectue la purge, le raccordement, le réglage de la ligne zéro et la mesure avec le manomètre conformément au chapitre 3.5 Mode opératoire : - Fermer les robinets d’arrêt V1 à V6. - Ouvrir le robinet d’arrêt de la portion de tuyau à étudier. - Fermer la vanne de réglage fin V10. - Mettre pompe en marche. - Ouvrir lentement légèrement la vanne de réglage fin V10. - Noter les valeurs indiquées par le tableau de manomètres ou par l’indicateur électronique de pression différentielle et le débitmètre. - Répéter la dernière opération en ouvrant toujours un peu plus la vanne pour relever d’autres valeurs mesurées. - Les valeurs qui dépassent la plage de mesure du tableau de manomètre doivent être relevées avec le manomètre de pression différentielle électronique. 2) Travail demandé : 1) Remplissage de tableaux : Quelques notions : - Perte de hauteur manométrique Δhloss : Δhloss=h1−h5 (en mm) -Pression différentielle ΔPloss : ΔPloss=ρ×g× Δhloss (en Pa) -Vitesse d’écoulement w en m/s : V=w×s , s= Π ×di ² 4 ↔ w= V S ↔ w= 4×V Π ×di ² -Coefficient de frottement des tuyaux : a partir de la formule de calcul de perte de hauteur manométrique. hloss= λ× L d × w ² 2× g ↔ λ=hloss×d L × 2×g w ² Diamètre intérieur du tuyau "d " ; Longueur du tuyau L=2,2m ; Accélération de pesanteur g=9.81m/s^2 Débit Tuyau de cuivre di=26mm Volumique h1 h5 Perte de hauteur Pression Vitesse Coefficient de En m³/h En mm En mm Manométrique Δhloss en mm différentiell e ΔPloss en Pa d’écoulement w en m/s frottement Du tuyau λ 0,4 290 270 20 196,2 0,209 0,106 0,6 320 295 25 245,25 0,314 0,058 0,8 340 300 40 392,4 0,418 0,053 1 360 305 55 539,55 0,523 0,046 1,2 380 310 70 686,7 0,627 0,041 Tab.2. Valeurs mesurées en fonction du débit avec le tuyau en Cu de 28x1 Débit Tuyau de cuivre di=20mm Volumique En m³/h h1 En mm h5 En mm Perte de hauteur Manométrique Δhloss en mm Pression différentiell e ΔPloss en Pa Vitesse d’écoulement w en m/s Coefficient de frottement Du tuyau λ 0,4 400 350 50 490,5 0,354 0,071 0,6 430 340 90 883 0,530 0,057 0,8 480 340 140 1373,4 0,708 0,05 1 510 320 190 1863,9 0,884 0,044 1,2 545 310 235 2305,35 1,061 0,037 Tab.3 Valeurs mesurées en fonction du débit avec le tuyau en Cu de 22x1 Débit Tuyaux en acier ½ galvanisé di = 16 mm Volumique En m³/h h1 En mm h5 En mm Perte de hauteur Manométrique Δhloss en mm Pression différentiell e ΔPloss en Pa Vitesse d’écoulement w en m/s Coefficient de frottement Du tuyau λ 0,4 500 315 185 1814,85 uploads/Litterature/ tp-ben3isa.pdf