TP DE MDF MESURE DE DEBIT Réaliser par : I. Introduction La manipulation est basée sur l'étude de plusieurs dispositifs de mesure de débit : tube de Venturi, diaphragme, tube de Pitot, Le but est de comparer les différentes méthodes de mesure du débit et leurs résultats : linéarité, précision, sensibilité, facilité de fabrication et d'emploi de chaque instrument. 2- But de la manipulation Déterminer le débit c’est mesurer le volume ou la quantité de matière qui traverse une surface donnée par unité de temps ( la section de la conduite par exp) . C’est une notion très importante dont dépendent beaucoup de paramètres hydraulique .Et lors de cette expérience nous allons mesurer le débit via trois méthodes : La méthode du diaphragme ; La méthode du venturi ; La méthode du Pitot. Figure 1 : Banc d’essai II- RAPPELS : II-1 :TUBE DE VENTURI : Un tube de Venturi est une conduite dont la section est variable. Dans une première partie les sections vont en décroissant (zone convergente), dans la deuxième partie les sections vont en augmentant (zone divergente). Un tube de Venturi est donc un «convergent-divergent» (figure 2). Equation de Bernoulli : ρ ρ 𝑃1 + ρ g Z1 + 2 V12 = 𝑃2 + ρ g Z2 + 2 V22 Avec :Z1=Z2 𝑃1 − 𝑃2 = ρ 2 (V22 − V12 ) = ρ g h 𝑉1 = 𝑉2 𝑆2 𝑆1 et 𝑉2 = √ 2gh 2 𝑆 1− 22 𝑆1 Qv=V2 S2=V1 S1 Figure 2 :tube de venturi II-2 Diaphragme : C’est un disc mince placé dans une conduite crayons une brutale diminution de la section ,la diminution de la section provoque une augmentation de la vitesse . Figure 3 : diaphragme Equation de Bernoulli : ρ ρ 𝑃1 + ρ g Z1 + 2 V12 = 𝑃2 + ρ g Z2 + 2 V22 𝑉1 = 𝑉2 𝑆2 𝑆1 et 𝑉2 = √ 2gh 2 𝑆 1− 22 𝑆1 Qv=V2 S2=V1 S1 II-3 tube de pitot : Il est constitue d’un cylindre caréné pour vue de deux prises : Une prise est parallèle au courant Et une autre prise perpendiculaire Figure 4 Schématisation du tube de Pitot. ρ ρ Equation de Bernoulli : 𝑃1 + ρ g Z1 + 2 V12 = 𝑃2 + ρ g Z2 + 2 V22 𝑉 = √2𝑔ℎ ; Qv=S√2𝑔ℎ Calcul : Pour un tube de venturi ou un diaphragme le débit d’écoulement est relie a la pression différentielle par l’équation de Bernoulli en tenant compte du coefficient de débit qui tient compte les pertes de charges : Q = Cd A1√ 2𝑔𝛥ℎ 𝐴12 𝐴22 1⁻ Où Q est Je débit d’écoulement en m3/sec, Cd est le coefficient de débit (Cd=0,98 pour Le tube de venturi et0 ,62 pou le diaphragme). A2 est l'aire de la section du tube (D= 24mm est A2 l'aire de la section contracte ou del’ orifice en m: (d 14mm pour le tube de venturi. et 20mm pour le diaphragmé) Δh est et la pression différentielle mètre en m eau et g est la gravite g =9.81 m ⁄ sec pour un tube de Pitot la hauteur différentielle entre la prise de la pression totale et la pression statique et ét égale a la hauteur cinetique et est donnée : U𝟐 = √𝟐𝒈(𝒉𝟏 − 𝒉𝟐) Ou U est la vitesse moyenne de l'eau dans la conduite en m ⁄s. (h1-h2*) est la hauteur différentielle en mH2O et g est la gravité TABLEAU DE MESURES Débit mesuré Qv (𝒎𝟑 /𝒔) 0,00029 Z1 (m) Z2 (m) ∆H (m) ∆P= 𝛒𝐠∆𝐇 (Pa) 0,798 0,574 0,224 diaphragme 0,00029 0,665 0,610 Tube de pitot 0,00029 0,661 0,645 Tube de venturi Débit théorique 2197,44 Débit calculé Qv (𝒎𝟑 /𝒔) 0,0003 0,055 539,55 0,00045 0,00028 0,016 156,96 0,00026 0,00029 Conclusion : On a fait l’expérience dans ce TP de 3 méthode de mesure de débit différentes dont on a témoigné de l’efficacité et la précision de chaqu’une : La méthode du diaphragme s’est révélée très imprécise face à celle du venturi dont les résultats étaient très proches des valeurs réelles chronométrées. Grosso modo la débimétrie n’exige guerre une haute précision à l’échelle microscopique et les 3 méthodes peuvent satisfaire largement les besoins de l’utilisateur, et déterminer le débit avec une marge d’erreur acceptable.
