TP de Mécanique

DUMONT Laëtitia
DURAND Bruno
Mesures de débit
TP de Mécanique
Mesure
de
débit
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2004/2005
HSE 1
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I. Mesures expérimentales
a) Méthode du compteur

Robinet ouvert :
Il y a eu 127,75 L d’eau écoulé en 10 minutes. Soit 0,2129 L.s-1

Robinet mi-ouvert :
Il y a eu 73,1 L d’eau écoulé en 10 minutes. Soit 0,1218 L.s-1
b) Débitmètre électromagnétique

Robinet ouvert
Le débit volumique instantané 12,750 L.min-1
Soit 0,2125 L.sec-1 ou 0,765 m3.h-1
Au bout de 10min, il s’est écoulé : 127,5 L.

Robinet mi-ouvert
Le débit volumique instantané 7,245 L.min-1
Soit 0,12075 L.sec-1 ou 0,4347 m3.h-1
Au bout de 10min, il s’est écoulé : 72,45 L.
c) Méthode de l’ampèremètre sur le débitmètre électromagnétique
Si on considère le débit nominal de 0,2125 L.sec-1 ou 0,765m3.h-1
20,00 mA --------------------------- 0,2125 L.sec-1
Mesure effectuée en mA ---------- x

Robinet ouvert
On a mesuré sur le débitmètre : 17,03 mA
En appliquant ce raisonnement, on trouve les débits suivants :
0,1809 L.sec-1 et 0,6513 m3.h-1

Robinet mi-ouvert
On a mesure sur le débitmètre : 9,62 mA
En appliquant le raisonnement vu au-dessus, on trouve les débits suivants :
0,102 L.sec-1 et 0,3760 m3.h-1
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d) Débitmètre massique

Robinet ouvert
 Débit massique instantané
Le débit massique mesuré par la machine est de 12,586 kg.min-1
Soit 0,2097 kg.sec-1 et 755,16 kg.h-1
 Densité du fluide
La densité du fluide est de 0,97 kg.L-1, soit 970 kg.m-3
 Débit volumique
Le débit volumique est de 0,2160 L.sec-1, soit 0,778 m3.h-1
 Fonction comptage
Il y a 126,544 kg qui a traversé la conduite. Soit environs 126,5 L
 Température du fluide
La température du fluide est de 23,6 °C

Robinet mi-ouvert
 Débit massique instantané
Le débit massique mesuré par la machine est de 7,1820 kg.min-1
Soit 0,1197 kg.sec-1 et 430,92 kg.h-1
 Densité du fluide
La densité du fluide est de 0,98 kg.L-1, soit 980 kg.m-3
 Débit volumique
Le débit volumique est de 0,104 L.sec-1, soit 0,375 m3.h-1
 Fonction comptage
Il y a 72,504 kg qui a traversé la conduite. Soit environs 72 L
 Température du fluide
La température du fluide est de 23,6 °C
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e) Méthode de l’ampèremètre sur le débitmètre massique

Robinet ouvert
31mA alors que 20mA = 100% du débit

Robinet mi-ouvert
31,7mA …
f) Chronomètre et récipient

Robinet ouvert
t = 4sec
m = 950g
V = 900ml
Densité du fluide :
m 0,950
D 
 1,05Kg / L
V
0,9
Débit Volumique :
V 0,9
Dv  
 0,225L / s
t
4
Débit Massique :
m 0,950
Dm  
 0,2375kg / s
t
4
Volume mesuré au bout de 10 min.
V10  Dv  (10  60)  0,225  600  135L

Robinet mi-ouvert
t = 8 sec
m = 975g
V = 950ml
En suivant le même raisonnement, on trouve les résultats suivant :
Densité du fluide :
Débit Volumique :
Débit Massique :
Volume 10 min :
1,02 Kg/L
0,119 L/s
0,122 kg/s
71,4L
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II. Questions
1) Quel est le principe physique de mesure du débitmètre volumique Pico II DN 8 ?
Expliquez.
Le principe physique de mesure du débitmètre volumique pico II DN 8 repose sur 6 lois
d’induction, selon Faraday.
Dans ce cas, le conducteur électronique est constitué par un liquide circulent dans le tube de
mesure entraînant une tension induite perpendiculaire au champ magnétique et au sens
d’écoulement.
La tension a une amplitude proportionnelle à la vitesse de passage.
Ue = B x L x V
Ue : tension induite
B : champ magnétique
L : distance entre les électrodes
V : Vitesse de passage.
A partir de la vitesse de passage et connaissant le diamètre nominal de la section du tube, on
calcul le débit volumique avec un tube entièrement rempli. Si le tube n’est pas entièrement rempli
ou en cas de poche d’air dans le produit, il faut s’attendre à des erreurs de mesures.
2) Quel est le principe physique de mesure du débitmètre massique M-Point-DN
8 ? Expliquez
Le principe physique de mesure du débitmètre massique M-Point-DN 8 est basé sur une
production contrôlée de forces de Coriolis.
De telles forces se produisent dans un système où l’on mesure simultanément un mouvement de
translation et de rotation. Il dépend de la vitesse et de la masse en déplacement.
Fc  2m( w.v)
Fc : Force de Coriolis agissant sur les tubes de mesures.
∆m : masse déplacée
w : vitesse de rotation
v : vitesse radicale
3) Quelle est la valeur du facteur de calibration et du pipe zéro pour ces deux
appareils ?
- Pico II DN 8 :
K = 0,9793
Pipe zéro = 4
- M-Point-DN 8 :
K = 1,6535
Pipe zéro = 10,60
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Le pipe zéro correspond à la correction que l’on doit apporter au débitmètre pour obtenir des
résultats corrects.
Donc le pipe zéro permet de corriger le coefficient directeur de la droite.
4) Tableau récapitulatif
Méthode
Compteur d’eau
Pico II DN 8
ampèremètre Pico
M-Point DN 8
ampèremètre M-Point
Balance
Débit volumique (L/s)
0,2129
0,2125
0,1809
0,2160
Volume (L)
127,75
127,5
0,225
135
126,5
Les débits volumique trouvés sont a peu près équivalent. Néanmoins, la méthode de
l’ampèremètre semble être très imprécise sur le calcul du débit. De plus, la méthode de la balance
est très imprécise du fait du récipient mal gradué et d’une balance non précise.
En ce qui concerne les volumes trouvé au bout de 10mins, on peut constater que la valeur trouvé
avec la méthode de la balance est très élevée par rapport aux autres méthodes étudiées.
Les autres résultants sont a peu près équivalent.
La méthode qui semble la plus précise est le Pico II DN 8.
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5) Citez d’autres principes de mesure du débit
 Les méthodes cinématiques :
- par exploration du champ des vitesses : consiste à déterminer la vitesse de l'écoulement sur une
section transversale du cours d'eau.
 Les méthodes dynamiques :
- hydrauliques : peuvent être mises en oeuvre lorsque l'écoulement a lieu sur des structures
particulières, pour lesquelles il est possible d'obtenir le débit à partir, notamment, de la hauteur
d'eau mesurée en amont et à proximité de cette structure.
 Les méthodes physiques/chimiques :
Elles consistent à injecter dans le cours d'eau un corps en solution et à suivre l'évolution de sa
concentration au cours du temps. Le dosage peut s'effectuer par des procédés physiques ou
chimiques.
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