Equipement pour lEnseignement Technique

HM150.03 Accessoires pourcoulement travers un deversoir

G.U.N.T. Gertebau GmbHBote postale1125D-22881 Barsbttel AllemagneTlphone (040) 670854-0Tlfax (040) 670854-42

Instruction pour exprience

Guide de lexprience

Imprim n : 917.000 03A 150 32 06/03

HM150.03 Accessoires pour coulement travers un deversoir

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Table des matires1 Description de lappareil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 Prparatifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3 Expriences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.1 Dversoir rectangulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.1.1 Dtermination de la hauteur de trop-plein z . . . . . . . . . . . . . 43.1.2 Dtermination du dbit volumtrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.1.3 Valeurs mesures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.2 Dversoir en V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.2.1 Dtermination de la hauteur de trop-plein z . . . . . . . . . . . . . 63.2.2 Dtermination du dbit volumtrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2.3 Valeurs mesures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.3 Ecoulement par des dversoirs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

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1 Description de lappareil

Le jeu daccessoires HM150.03 pour lcoulementpar des dversoirs sutilise conjointement avecle module de base HM150 de la technique desfluides [3].Le HM150 comporte un bief [5]. Leau entre en bas gauche, scoule ensuite vers la droite par undversoir dans le rservoir volumtrique. Pourlexamen, lutilisateur dispose dun dversoir [2]dcoup en V ainsi que dun dversoir [2] de formerectangulaire.

La hauteur de trop-plein du dversoir est dtermine laide du palpeur de hauteur [1]. Il est possible decalculer ensuite partir de cela le dbit volumtrique.Le rservoir volumtrique [3] et l chellevolumtrique [6] permettent de dterminer le dbitvolumtrique.Le dbit volumtrique est rgl au moyen durobinet boisseau sphrique [4]. Il est possiblegrce lui dtrangler la pompe du HM150.

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1 Description de lappareil 2

2 Prparatifs

Deux types de dversoir sont la disposition delutilisateur :

Un dversoir en V et un dversoir rectangulaire.

Ceux-ci sont visss sur le ct sortie du canal.Une tanchit sera pose entre le canal et ledversoir. Celle-ci peut tre facilement positionnele long du canal aprs avoir t humidifie. Monterensuite un dversoir avec 4 vis tte cylindriqueM6x20.

Le palpeur de hauteur est plac au-dessus ducanal de manire indiquer le canal. Cf. figure la page 2.

Une fois le HM150 rempli deau et lalimentation ennergie tablie, les prparatifs en vue delexprience sont termins.

DversoirEtanchit

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2 Prparatifs 3

3 Expriences

3.1 Dversoir rectangulaire

Le dbit volumtrique est dduit de la largeur b etde la hauteur de trop-plein z du dversoir.

La largeur b est constante. b= 6,0 cmLa hauteur de trop-plein z est mesure indirecte-ment.

3.1.1 Dtermination de la hauteur de trop-plein z

La hauteur h du niveau de leau est mesure.Au moyen des constantes :

h0= 4,7 cmh1= 5,0 cm

la hauteur de trop-plein z est mesure comme suit :

z = h0 + h1 h.

z

b

h1

h0

z

b

h

Palpeur

Toucher lgre-ment la surface de leau .

Dversoir

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3.1.2 Dtermination du dbit volumtrique

Le dbit volumtrique thorique V . th se calcule dela manire suivante :

V . th = 23 b z 2gz

Avec =0,63 pour une sortie angles vifs.

A laide du rservoir volumtrique du HM150, il estpossible de dterminer au moyen dun chronomtrele dbit volumtrique rel V . M.Il est recommand de mesurer le temps de rem-plissage t pour 10 litres. Il est possible de bien lire levolume lorsque lchelle indique entre 20 et 30 litres.

3.1.3 Valeurs mesures

Les valeurs ci-dessous ont t dtermines afinde comparer les dbits volumtriques calculs auxdbits volumtriques mesurs :

h [cm]

z [cm]

Temps t pour10 l[s]

V . th [l/s]

V . M [l/s]

Tolrance[%]

8,60 1,10 93,43 0,128 0,107 -16,4

8,05 1,65 44,26 0,236 0,225 -4,66

7,20 2,50 22,42 0,441 0,446 +1,13

6,00 3,70 12,85 0,794 0,778 -2,02

5,50 4,20 10,36 0,960 0,965 +0,52

La dtermination du dbit volumtrique laidedun dversoir rectangulaire garantit une bonneconcordance avec le dbit volumtrique rel.

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3.2 Dversoir en V

Le dbit volumtrique est dduit de la largeur b etde la hauteur de trop-plein z du dversoir.La largeur b est une fonction de la hauteur detrop-plein z.

b=2z La hauteur de trop-plein z est mesureindirectement.

3.2.1 Dtermination de la hauteur de trop-plein z

La hauteur h du niveau de leau est mesure.Au moyen des constantes :

h0= 4,7 cmh1= 6,0 cm

la hauteur de trop-plein z est calcule comme suit :

z = h0 + h1 h.

b=2z

z

90o

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h0

z

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Palpeur

Toucher lgre-ment la surfacede leau .

Dversoir

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3.2.2 Dtermination du dbit volumtrique

Le dbit volumtrique thorique V . th est calculde la manire suivante :

V . th = 815 z2 tan2 2gz

Avec =0,63 pour une sortie angles vifset tan 45 = 1

A laide du rservoir volumtrique du HM150, il estpossible de dterminer au moyen dun chronomtrele dbit volumtrique rel V . M.Il est recommand de mesurer le temps deremplissage t pour 10 litres. Il est possible de bienlire le volume lorsque lchelle indique entre 20 et30 litres.

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3 Expriences 7

3.2.3 Valeurs mesures

Les valeurs ci-dessous ont t dtermines pourcomparer les dbits volumtriques calculs auxdbits volumtriques mesurs :

h [cm]

z [cm]

Temps t pour 10 l[s]

V . th [l/s]

V . M [l/s]

Tolrance[%]

8,50 2,20 91,68 0,106 0,107 +0,93

7,50 3,20 34,08 0,272 0,225 -17,28

6,90 3,80 21,95 0,418 0,446 +6,70

6,00 4,70 13,86 0,712 0,778 +9,27

5,50 5,20 10,83 0,917 0,965 +5,23

La dtermination du dbit volumtrique laidedun dversoir en V garantit une bonne concordanceavec le dbit volumtrique rel.

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3 Expriences 8

3.3 Ecoulement par des dversoirs

Lillustration ci-dessous montre le dbit volumtriquecalcul V . th en fonction de la hauteur h mesure.

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0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

5 6 7 8 9 10

h in cm

Flow

in l/

s

Dversoir rectangulaire

Dversoir en V

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