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Licence de Mécanique 3e année Parcours Mécanique et Modélisation Module LA 304

Licence de Mécanique 3e année Parcours Mécanique et Modélisation Module LA 304 TRAVAUX PRATIQUES DE MÉCANIQUE DES FLUIDES année 2008-2009 Université Pierre et Marie Curie – Paris 6 Liste des TP TP 1. Écoulement laminaire en conduite TP 2. Réaction d’un jet TP 3. Mesure de débits Alphabet grec majuscule minuscule nom valeur majuscule minuscule nom valeur Α α alpha a Ν ν nu n Β β bêta b Ξ ξ xi x Γ γ gamma g Ο ο omicron o Δ δ delta d Π π pi p Ε ε epsilon é Ρ ρ rhô r Ζ ζ zêta dz Σ σ sigma s Η η êta ê Τ τ tau t Θ θ thêta th Υ υ upsilon u Ι ι iota i Φ ϕ phi ph Κ κ kappa k Χ χ khi kh Λ λ lambda l Ψ ψ psi ps Μ μ mu m Ω ω oméga ô 2 Consignes pour venir en TP Chaque étudiant doit impérativement avoir lu ces textes avant de se présenter à la première séance de TP. Il doit également se munir d’une calculatrice. Les séances ont lieu au : Laboratoire TP Fluides et Thermique bât. 502 Campus Universitaire 91405 ORSAY Pour y accéder en transport en commun, il y a deux possibilités : − RER B arrêt « Le Guichet » + bus 269-02 arrêt « de Broglie » ou bus 06-07 arrêt « de Broglie », − RER B arrêt « Orsay Ville » + arrêt « Yvette » bus 06-07 circuit Plateau (l'arrêt de bus « Yvette » est 100 m après la gare d’Orsay-Ville en direction de la rivière l’Yvette) et arrêt « Belvédère ». Durée du trajet à partir de la station Châtelet : environ 1h 15min Pour y accéder par la route il y a également deux possibilités : − N118 sortie « Centre Universitaire », − A10 suivre « Versailles-Saclay » sortie « Centre Universitaire ». Plan d’accès depuis Paris 3 Plan du campus d’Orsay arrêt de Broglie Laboratoire TP Fluides arrêt Belvédère bât 502 Plan des bâtiments 500 et du Laboratoire TP Fluides 4 Rédaction d’un compte-rendu de TP Objectif Toute étude scientifique ou industrielle se décompose en quatre phases : 1. définition du problème, 2. définition de la stratégie d’action, 3. réalisation de l’étude, 4. appréciation des résultats. Cette structure doit se retrouver dans un compte-rendu de TP. Les phases 1 et 2 sont en général plus ou moins définies dans le texte du TP. Une imprécision de la démarche et des objectifs est souvent fréquente dans un contexte industriel. En effet, le client ne sait sais généralement pas très bien ce qu’il désire. C’est alors à vous de définir, en collaboration avec le demandeur de l’étude, le cahier des charges, comprenant un maximum de précisions pour ne pas avoir de surprise, les objectifs et la démarche à suivre. L’existence de ce cahier des charges, en l’occurrence le texte du TP, permet évidemment de garder à l’esprit les objectifs que l’on désire atteindre et éviter une dispersion de son travail. La phase 3 est la phase d’exécution qui, pour un travail expérimental, se décompose en une étape de mesure ou d’acquisition de données et une étape de dépouillement. Ces deux étapes sont parfois éloignées dans le temps (plusieurs jours ou quelques mois) car l’étape de mesure met en jeu du matériel et des installations avec des coûts de fonctionnement élevés. Il est donc nécessaire de récolter et de noter un maximum de renseignements sur les conditions expérimentales lors de cette étape d’acquisition pour pouvoir effectuer un dépouillement ultérieur. Il est recommandé, dans la mesure du possible, d’effectuer un pré-dépouillement en cours d’acquisition pour se rendre compte de la présence éventuelle d’un problème expérimental (par exemple en représentant les valeurs brutes au fur et à mesure de leur acquisition plutôt que de s’assurer de leur cohérence à partir d’un simple tableau de valeurs). En ce qui concerne l’étape de dépouillement, il est important d’indiquer le détail de la démarche suivie. Cela permet, en cas d’erreur décelée en fin d’étude, à une personne extérieure d’apprécier et de reproduire la démarche. La phase 4 est une phase de discussion et d’interprétation des résultats. Souvent bâclée par les étudiants, elle est néanmoins primordiale. Elle permet de situer les résultats vis-à-vis du problème posé et des objectifs à atteindre et d’en déduire la politique à suivre par la suite (validation des résultats, remise ne cause des objectifs ou de la démarche, proposition de nouvelles solutions). C’est à vous de le faire car vous connaissez le mieux la situation. Le compte-rendu de TP doit être rédigé dans cet esprit. Tout doit y être consigné : les objectifs, la démarche et les conditions expérimentales, les problèmes rencontrés, l’analyse des résultats et les perspectives qui en découlent. Il doit cependant rester clair, simple et concis. En résumé, le compte-rendu doit vous permettre de refaire seul le TP sans aide extérieure en un minimum de temps (2 heures au lieu de 4 heures pour l’acquisition le dépouillement et l’analyse). Introduction L’introduction doit exposer de façon générale le cadre du TP. Elle ne doit pas reprendre l’introduction du texte de TP, mais replacer le sujet dans son contexte. Cette partie du compte-rendu doit également mettre en évidence les objectifs des manipulations et les différentes étapes pour y parvenir. Il est inutile de recopier le texte de TP ou les schémas. 5 Figures et tableaux Les figures doivent présenter les résultats des mesures. Il est toujours préférable de tracer une courbe plutôt que de se contenter d’un tableau de valeurs, qui ne permet pas une bonne interprétation des résultats. Par ailleurs, quand il vous est demandé de comparer plusieurs séries de mesures, ou de comparer des mesures avec une théorie, il faut tracer l’ensemble des résultats sur une même figure. Le choix des échelles doit être dicté par une règle de simplicité. Lorsqu’une courbe est tracée à la main, il faut choisir de préférence un multiple de 2 ou de 5 carreaux. Par exemple, pour représenter des vitesses, on peut prendre 2 carreaux pour 10 m.s-1 ou 5 carreaux pour 10 m.s-1, mais jamais 3,5 carreaux pour 10 m.s-1. Chaque figure doit posséder un titre global et un numéro. Les titres des axes des abscisses et des ordonnées doivent figurer et donner la grandeur représentée, par exemple la vitesse V, ainsi que son unité, par exemple (m.s-1). Si la grandeur est sans dimension, il convient de le préciser (−). Lorsque plusieurs courbes sont reportées sur la même figure, une légende doit nécessairement identifier les différentes courbes par des symboles, traits ou couleurs différents. Les points de mesures seront représentés sous la forme de symboles (points, croix, carrés, losanges, ...) tandis que les évolutions théoriques ou les résultats de calculs seront représentés par des lignes continues (traits, pointillés, ...). Il ne faut pas hésiter à employer des couleurs pour distinguer les différentes courbes. Les erreurs de mesures seront reportées sous la forme de barres d’erreur sur les points de mesure. Si l’erreur est constante pour tous les points, elle peut être donnée uniquement dans le titre de la figure. Calculs Une calculatrice scientifique est toujours indispensable pour réaliser les calculs pendant une séance de TP. Pour éviter un certain nombre d’erreurs dans les conversions d’unité, il est fortement conseillé d’effectuer les applications numériques en utilisant des unités SI. On fera également attention, lorsqu’on vous demande un développement analytique, à bien distinguer l’expression littérale de l’application numérique. Vérifier que ces expressions littérales sont homogènes à la grandeur physique recherchée avant de faire l’application numérique. Commentaires Le texte du compte-rendu doit comporter le développement des calculs et les résultats numériques qui sont demandés dans le texte du TP. Chaque figure doit faire l’objet d’un commentaire qui doit commencer par le descriptif des axes et des courbes. Par exemple, « la figure 3 représente l’évolution de la vitesse axiale en fonction de la direction radiale, pour trois débits différents ». Il faut être précis dans l’emploi du vocabulaire et utiliser toujours le même terme pour la même grandeur physique, même si cela provoque des répétitions. On commentera également les écarts qui peuvent apparaître dans la comparaison entre les mesures et la théorie. Les réponses aux questions qui sont posées par le chargé de TP feront l’objet d’un commentaire écrit. Par contre, il est inutile de recopier l’ensemble du texte ou des équations. Conclusion La conclusion a pour but de faire la synthèse de façon concise des principaux résultats obtenus au cours du TP. Les problèmes qui ont été rencontrés en cours de manipulation peuvent être mentionnés à ce niveau. Enfin, on évoquera les perspectives ou les applications générales du TP. 6 Responsable Paris 6 : Th. FAURE TRAVAUX PRATIQUES DE MÉCANIQUE DES FLUIDES TP 1 ÉCOULEMENT LAMINAIRE EN CONDUITE Septembre 2008 7 Écoulement laminaire en conduite I. Introduction Lorsqu'un fluide s'écoule dans une conduite, il s'exerce une résistance visqueuse qui crée une perte d'énergie. Pour des conditions aux limites constantes imposées, Reynolds a montré en 1883, uploads/Management/ tp-la304.pdf