ZF0327 Appareil de mesure des pertes de charge dans les canalisations - Banc d'essai pédagogique - Équipement expérimental de mécanique des fluides - Technologie éducative
1. Présentation de l'équipement
1.1 Vue d'ensemble
La perte de charge dans une conduite correspond à la diminution de la pression du fluide due au frottement entre les particules de fluide et les parois de la conduite, ainsi qu'aux obstacles présents.
L'étude du frottement dans les conduites est une expérience de laboratoire classique et occupe une place importante dans l'enseignement pratique de la mécanique des fluides. Les résultats de recherche et les principes sous-jacents sont essentiels pour les ingénieurs aérospatiaux, industriels et mécaniciens.
Cet appareil permet de déterminer le coefficient de frottement dans des conduites de diamètres et de rugosités variés, d'étudier les pertes de charge dans différents types de vannes et de raccords, et de comparer différentes méthodes de mesure de débit.
Instructions générales
L'appareil se compose de six sections de conduite droites, fabriquées dans différents matériaux, de diamètres et de rugosités variés. Il comprend également divers accessoires pour l'étude des pertes de charge dans les conduites droites, différents types de vannes (vannes à guillotine, vannes à boisseau sphérique, vannes à siège incliné, etc.), des raccords de tuyauterie (filtres en ligne, coudes, élargissements brusques, rétrécissements, etc.) et des éléments de mesure (tube de Venturi, tube de Pitot, débitmètre à orifice, etc.). Certains éléments de mesure, tels que les tubes Venturi et Pitot, sont transparents afin d'observer leur fonctionnement.
Différents tronçons de tuyauterie, vannes et raccords comportent de multiples points de mesure de pression, avec des dispositifs de connexion rapide pour raccorder les tuyaux aux appareils de mesure correspondants.
Ce dispositif permet d'étudier les pertes de charge par frottement sur une large gamme de nombres de Reynolds, couvrant les régimes d'écoulement laminaire, transitoire et turbulent. Deux piézomètres à eau permettent l'étude des pertes de charge en régime laminaire. Deux manomètres de Bourdon mesurent les pertes de charge en régime turbulent. Un débitmètre mesure le débit et le compare aux mesures des tubes Venturi et Pitot.
Cet appareil nécessite une alimentation en eau.
1.2 Caractéristiques
Les principaux composants sont le débitmètre et son support.
Une pompe centrifuge aspire l'eau d'un réservoir du banc hydraulique (non fourni) et l'achemine vers le tube d'essai. Le débitmètre installé sur la tuyauterie s'installe rapidement et facilement dans la zone de test. Ces débitmètres sont disponibles selon différents principes de mesure et avec différents niveaux de précision.
À l'aide d'un manomètre à eau ou de deux manomètres de type Bourdon, la chute de pression à travers chaque débitmètre peut être mesurée. Des vannes assurent une purge rapide de toutes les conduites de manomètre.
L'eau évacuée par le débitmètre testé est recueillie dans un réservoir volumétrique (situé dans le banc hydraulique) où le débit peut être déterminé avec précision. Le réservoir est étagé pour s'adapter aux débits faibles ou élevés et comporte un déflecteur anti-turbulence intégré. Un tube gradué indique le niveau d'eau. L'eau retourne au puisard par la vanne de vidange. 2. Paramètres techniques
Poids : environ 150 kg
Conditions de fonctionnement : Température +5 °C à +40 °C, humidité relative < 85 % (à 25 °C)
Dimensions : environ 2100 mm × 845 mm × 1270 mm
3. Liste des composants et description détaillée
3.1 Composants principaux
N° Nom
1 Module de test de contrainte
2 Module de tube rugueux de diamètre intérieur 17 mm
3 Module de tube rugueux de diamètre intérieur 23 mm
4 Module de tube en méthacrylate de diamètre intérieur 6,5 mm
5 Module de tube lisse de vanne à siège incliné de diamètre intérieur 16,5 mm
6 Module de tube lisse de vanne à guillotine de diamètre intérieur 26,6 mm
7 Module de tuyau composite
8 Module d'interface en T
9 Module de rotamètre
3.2 Liste de configuration de l'équipement
N° Nom Qté
Composant 1 Rotamètre 1
Composant 2 Tube rugueux de diamètre intérieur 17 mm 1
Composant 3 Tube rugueux de diamètre intérieur 23 mm 1
Composant 4 6,5 mm Tube en méthacrylate de diamètre intérieur 1
Composant 5 : Vanne à siège incliné 1
Composant 6 : Tube lisse de diamètre intérieur 16,5 mm 1
Composant 7 : Vanne à guillotine 1
Composant 8 : Tube lisse de diamètre intérieur 26,6 mm 1
Composant 9 : Filtre à mailles 1
Composant 10 : Vanne à membrane 2
Composant 11 : Tuyau variable de diamètre 25-40 mm 1
Composant 12 : Tube de Pitot 1
Composant 13 : Tube de Venturi 1
Composant 14 : Plaque à orifice 1
Composant 15 : Tube variable de diamètre 40-25 mm 1
Composant 16 : Système de tuyauterie parallèle 1
Composant 17 : Coude à 90° 1
Composant 18 : Té 15
Composant 19 : Vanne à bille 10
Composant 20 : Coude à 45° 2
Composant 21 : Té biseauté 1
Composant 22 : Manomètre à bords axiaux résistant aux chocs 2
Composant 23 : Distributeur hydraulique 2
3.3 Accessoires Qté
1 Raccord rapide CPC en plastique, filetage extérieur mâle 2
2 Raccords rapides CPC en plastique, filetage extérieur femelle 2
3 Trachée 8-5,5 transparente 7M
4. Liste des expériences
Expérience 1 : Test de contrainte du module
Expérience 2 : Test de perte de charge par frottement d'un tube rugueux de diamètre intérieur 17 mm
Expérience 3 : Test d'un tube lisse de diamètre intérieur 26,6 mm avec une vanne à guillotine
Expérience 4 : Test d'un tube Venturi
Expérience 5 : Test d'un module d'interface en T
