4-mode operatoire

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 :
Plateau des masses
Index
Couvercle
Niveau à bulle
Ressort
d'équilibrag
e du l'eau
Cylindre
transparent
Gicleur
Plaque
Trous
d'évacuation
d'eau
Vis de réglage
Alimentation
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 :
F   V02  S
Surface courbe  = 120°
F  3 V02  S / 2
Coupe hémisphérique :
F  2 V02  S
-1-
3-THEORIE :
Le jet d'écoulement de débit massique
q
m
de vitesse
V
0
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
:
q  V  q V  cos 
0
m
1
m
Qui est en fait égale à la force exercé par le fluide sur la plaque :
F  q  V  q V  cos 
z
0
m
1
m
 Si  = 90° (plaque plane):
qv 2
F q  V  
A
z
m
0
 Si  = 120° (plaque creuse):
F  q  V  (q V  cos(120))
z
m
0
m
1

3
2
qv 2
A
 Si  = 180° (plaque hémisphérique):
F  q  V  (q V  cos(180))
z
m
0
m
1
-2-
2
qv 2
A
F
z
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° :
1
2
3
4
5
m(g)
780
650
500
400
300
3
Volume(m ) Temps(s) Débit(m3/s)
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
21
24
28
31
34
masse en fonction de la force
théorique
m
600
Série1
0
1.628. 1.552. 0.403. 0.239. 0.022.
106 106 106 106 106
F(ex)
6
1.628. 10
1.552. 106
0.403. 106
0.239. 106
0.022. 106
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1.638.106
1.562. 106
1.400. 106
1.242. 106
1.020. 106
Série1
1.
63
8.
10
6
1.
56
2.
10
6
1.
40
0.
10
6
1.
24
2.
10
6
1.
02
0.
10
6
m
800
200
0.476.10
0.416.10-3
0.357.10-3
0.322.10-3
0.294.10-3
F(th)
la masse en fonction de la force (exp)
1000
400
-3
F(th)
F(exp)
-3-
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Série1
0.
47
6.
10
-3
0.
41
6.
10
-3
0.
35
7.
10
-3
0.
32
2.
10
-3
0.
29
4.
10
-3
m
la masse en fonction du débit
Qv
5.2-
Plaque crese :(120°)
 = 120°
N° :
1
2
3
4
5
m(g)
700
600
500
400
300
3
Volume(m ) Temps(s) Débit(m3/s)
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
-3
20
22
24
26
28
0.5.10
0.45.10-3
0.416.10-3
0.384.10-3
0.357.10-3
m
Série1
1.
39
5.
10
6
1.
32
3.
10
6
0.
19
9.
10
6
0.
04
1.
10
6
0.
84
3.
10
6
m
F(ex)
6
1.395.10
1.323.106
0.199.106
0.041.106
0.843.106
1.400. 106
1.333. 106
0.201. 106
0.041. 106
0.840. 106
la masse en fonction de la force (exp)
la masse en fonction de la force
théorique
800
700
600
500
400
300
200
100
0
F(th)
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Série1
1.400. 1.333. 0.201. 0.041. 0.840.
106
106
106
106
106
F(exp)
F(th)
-4-
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Série1
0.
5.
10
-3
0.
45
.1
03
0.
41
6.
10
-3
0.
38
4.
10
-3
0.
35
7.
10
-3
m
la masse en fonction du débit
Qv
5.3- Plaque plane :(90°)
N° :
1
2
3
4
5
m(g)
 = 90°
Volume(m ) Temps(s) Débit(m3/s)
500
400
300
200
100
3
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.5.10-3
0.454.10-3
0.4.10-3
0.322.10-3
0.232. 10-3
20
22
25
31
43
la masse en fonction de la force
théorique
F(th)
F(ex)
1.000.106
0.877.106
0.750.106
0.625.106
0.435.106
1.000.106
0.881.106
0.750.106
0.621.106
0.431.106
la masse en fonction de la force (exp)
600
500
400
300
200
100
0
500
m
400
Série1
300
Série1
200
100
1.
00
0.
10
6
0.
88
1.
10
6
0.
75
0.
10
6
0.
62
1.
10
6
0.
43
1.
10
6
0
1.
00
0.
10
6
0.
87
7.
10
6
0.
75
0.
10
6
0.
62
5.
10
6
0.
43
5.
10
6
m
600
F(th)
F(exp)
-5-
la masse en fonction du débit
600
500
m
400
300
Série1
200
100
0.
5.
10
-3
0.
45
4.
10
-3
0.
4.
10
-3
0.
32
2.
10
-3
0.
23
2.
10
-3
0
Qv
6- DISCUTIONS DES RESULTATS OBTENUS:
On remarque que les résultats théoriques et pratiques diffèrent, les
résultats sont influés directement par l’opérateur : enclenchement et
déclenchement du chronomètre, la lecture du volume d’eau sur le tube
gradué. Les appareils de mesure, le réglage de la verticalité de l’appareil (banc
d’essai), tous ces paramètres influent sur les résultats.
On remarque que cette différence varie suivant le débit est la masse
utilisés, l’erreur est plus importante si la masse est petite c'est-à-dire le débit
diminue (si qv et la masse   l’erreur), cette différence est moins
importante si la masse est plus grande est le débit est plus important (si
qvmasse l’erreur).
Sans oublier l’erreur de manipulation (réglage de l’index et de la verticale
de l’appareil, calcul du temps, la performance du matériel utilisé… etc.)
On remarque que pour une plaque à surface creuse 180° , la force (F)
est plus grande, que pour le plane et creuse 120°, est pour la plaque creuse à
120°, la force (F) est plus grande que pour la plaque plane. ce qu’ont
peut dire
que la géométrie de l’obstacle influe sur la capacité de résistance face à la
force exercée par l’eau.
-6-
7 -CONCLUSION :
Cet tp nous a permis de mieux connaître le rôle et le fonctionnement de jet
l'eau en fonction des plaques et les masses
On conclu que, lorsque les plaques qui va changer les forces aussi varies et même
le sens de jet se fait à partir du forme des plaques mais le but de cette essai si le
débit. Aussi se varie surtout dans la plaque plane ;il a augmenté par rapport à l'
autre plaques car les angles de la plaque va être plus essentiel ce qui veut dire
que le débit de jet augment.
-7-