TF01 – Compte rendu du TP3 Etude des pertes de charge

Les données expérimentales ont étés traitées avec le logiciel QtiPlot. L’ensemble
des graphes a été obtenu à l’aide de ce même logiciel.
UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE COMPIEGNE
TF01 – Compte rendu du TP3
Etude des pertes de charge
A11
Nicolas PUECH - Nicolas CELLIER – Youssef El ARFAOUI
Objectif du TP
Ce TP vise à mener l’étude préliminaire des pertes de charge singulières et
régulières, d’en déduire les coefficients de pertes de charge localisées et réparties,
puis d’analyser leur évolution par rapport au débit. Enfin, nous comparerons les
résultats aux données disponibles en littérature.

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Caractéristiques géométriques des tuyaux et
position des prises de pression
Ces données sont nécessaires à l’exploitation des mesures afin de tracer les
graphes de différence de pression en fonction de la longueur de tuyau parcouru
pour en déduire les pertes de charges. Il est donc intéressant de faire apparaitre
la position des singularités sur l’axe des abscisses, lorsque nous tracerons les
graphes en fonction de la longueur.
Mesure du débit
Le débit peut être mesuré à l’aide du rotamètre ou par empotage. Pour le
rotamètre, il s’agit d’une lecture directe sur les graduations. Nous prenons une
incertitude de lecture d’une demi-graduation, soit 0,1 m3/h.
Concernant l’empotage, nous faisons le calcul du débit à partir du temps
nécessaire à l’eau pour remplir un tube cylindrique. Nous sommes partis sur la
base commune de 20cm d’eau, correspondant à dm3, soit 6,86.10-3m3.
Nous avons ensuite directement accès à la valeur du débit par la relation
suivante :

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 m3/s
Incertitude sur l’empotage
Par la méthode des logarithmes, nous obtenons :
Ln (Q)= ln (h) – ln (t)
ΔV : la moitié de la plus petite graduation, soit 0,5mm. Or, nous prenons
deux mesures, donc l’incertitude totale est de 1mm.
Δ t : 0,01s pour le chronomètre, auquel on ajoute 0,5s causée par le temps
de réaction de l’opérateur.
 ]
Avec   
et  
D’où l’incertitude moyenne suivante :   
Remarques sur l’étude comparative des mesures de débit :
 Nous avons calibré le débit du rotamètre sur le circuit branché vers
l’empotage afin de prendre en compte le changement des pertes de charge
totales entre le circuit normal et le circuit de l’empotage.
 Les derniers points sont à considérer comme étant moins fiables car l’eau
monte plus vite dans le tube, ce qui ne facilite pas une lecture de la hauteur
de l’eau dans le tube. Aussi, le volume d’eau entrant dans le tube pendant le
temps de réaction nécessaire au déclenchement du chronomètre sera plus
important.

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 Représentation graphique du débit de l’empotage en fonction du
débit du rotamètre
 Interprétation
Nous observons une relation de proportionnalité entre les deux débits, ce qui est
rassurant. Nous pouvons donc exprimer un débit en fonction d’un autre :
Les deux débits sont proches, presque confondus. Une modélisation linéaire en
prenant un coefficient de proportionnalité égal à 1 donne une droite passant par
l’ensemble des carrés d’incertitude. Ainsi, la différence observée peut s’expliquer
par les incertitudes de mesure.

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Profil de pression pour le tube n°4, composé
de deux restreints