4-mode operatoire

- 1 -
1-LE BUT :
Mesurer L’intensité de la force d’un jet sur des surfaces planes et courbes
et comparer les résultats expérimentaux à ceux obtenus théoriquement.
2-DESCRIPTION DE L’INSTALLATION :
Soit une aube symétrique par rapport à l’axe xx’(fig.2).
Soit qm le débit massique d’un jet fluide s’écoulant selon l’axe xx’ à la vitesse vo.
En frappant l’obstacle le jet est dévié et quitte l’aube avec une vitesse vl faisant
un angle  avec l’axe xx’.
En appliquant le théorème de la quantité de mouvement projeté sur xx’ et en
supposant vo=vl on obtient :
Plaque plane :
SVF  2
0
Surface courbe  = 120°
2/3 2
0SVF 
Coupe hémisphérique :
SVF  2
0
2
Index
Couvercle
Gicleur
Trous
d'évacuation
d'eau
Vis de réglage
Plaque
Ressort
d'équilibrag
e du l'eau
Niveau à bulle
Plateau des masses
Alimentation
Cylindre
transparent

- 2 -
3-THEORIE :
Le jet d'écoulement de débit massique
qm
de vitesse
V0
et de direction
parallèle à l'axe de Z percute la plaquer qui le devient d'un angle . Le fluide
quitte la plaque à une vitesse V de direction faisant un angle par apport à
l'axe Z.
La variation de quantité de mouvement par unité de temps entre l'entré et la
sortie du volume de contrôle ( théorie d'EULER ) est égale :
cos
10  V
q
V
qmm
Qui est en fait égale à la force exercé par le fluide sur la plaque :
Fz
cos
10 
V q
V
q
Fmm
z
 Si = 90° (plaque plane):
A
q
V
q
Fv
m
z
2
0
 Si = 120° (plaque creuse):
A
q
V
q
V
q
Fv
mm
z
2
2
3
))120cos(
(10
 Si = 180° (plaque hémisphérique):
A
q
V
q
V
q
Fv
mm
z
2
2
))180cos(
(10

- 3 -
4-MODE OPERATOIRE :
1/Mesurer le diamètre intérieur de la buse.
2/Brancher l’appareil au banc hydraulique et le mettre de niveau à l’aide
des pieds réglable 13.
3/Monter un obstacle sur l’appareil et mettre le curseur à zéro.
4/Mettre une masse sur le plateau et régler le débit d’alimentation afin de
remettre le curseur à zéro.
5/Noter le débit et la valeur de la masse.
6/Répéter le cycle avec les deux autres obstacles.
5-CALCULS ET RESULTAT :
Les résultats obtenus sont dans les tableaux suivants :
5.1- Plaque hémisphérique :(180°)
= 180°
N° :
m(g)
Volume(m3)
Temps(s)
Débit(m3/s)
F(th)
F(ex)
1
780
0.01
21
0.476.10-3
1.628. 106
1.638.106
2
650
0.01
24
0.416.10-3
1.552. 106
1.562. 106
3
500
0.01
28
0.357.10-3
0.403. 106
1.400. 106
4
400
0.01
31
0.322.10-3
0.239. 106
1.242. 106
5
300
0.01
34
0.294.10-3
0.022. 106
1.020. 106
masse en fonction de la force
théorique
0
200
400
600
800
1000
1.628.
106 1.552. 106 0.403. 106 0.239. 106 0.022. 106
F(th)
m
Série1
la masse en fonction de la force (exp)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1.638.106
1.562. 106
1.400. 106
1.242. 106
1.020. 106
F(exp)
m
Série1

- 4 -
5.2- Plaque crese :(120°)
= 120°
N° :
m(g)
Volume(m3)
Temps(s)
Débit(m3/s)
F(th)
F(ex)
1
700
0.01
20
0.5.10-3
1.395.106
1.400. 106
2
600
0.01
22
0.45.10-3
1.323.106
1.333. 106
3
500
0.01
24
0.416.10-3
0.199.106
0.201. 106
4
400
0.01
26
0.384.10-3
0.041.106
0.041. 106
5
300
0.01
28
0.357.10-3
0.843.106
0.840. 106
la masse en fonction du débit
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0.476.10-3
0.416.10-3
0.357.10-3
0.322.10-3
0.294.10-3
Qv
m
Série1
la masse en fonction de la force (exp)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1.400.
106 1.333. 106 0.201. 106 0.041. 106 0.840. 106
F(exp)
m
Série1
la masse en fonction de la force
théorique
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1.395.106
1.323.106
0.199.106
0.041.106
0.843.106
F(th)
m
Série1

- 5 -
5.3- Plaque plane :(90°)
 = 90°
N° :
m(g)
Volume(m3)
Temps(s)
Débit(m3/s)
F(th)
F(ex)
1
500
0.01
20
0.5.10-3
1.000.106
1.000.106
2
400
0.01
22
0.454.10-3
0.877.106
0.881.106
3
300
0.01
25
0.4.10-3
0.750.106
0.750.106
4
200
0.01
31
0.322.10-3
0.625.106
0.621.106
5
100
0.01
43
0.232. 10-3
0.435.106
0.431.106
la masse en fonction du débit
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0.5.10-3
0.45.10-3
0.416.10-3
0.384.10-3
0.357.10-3
Qv
m
Série1
la masse en fonction de la force
théorique
0
100
200
300
400
500
600
1.000.106
0.877.106
0.750.106
0.625.106
0.435.106
F(th)
m
Série1
la masse en fonction de la force (exp)
0
100
200
300
400
500
600
1.000.106
0.881.106
0.750.106
0.621.106
0.431.106
F(exp)
m
Série1