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Tp n3

  1. 1. TP n°3 : Etude de l’action d’un jet sur un obstacle I. But de la manipulation: Lorsqu'un jet fluide vient frapper une surface solide il exerce sur celle-ci une force qui est fonction de la vitesse du jet et de la forme géométrique du solide. Les applications des jets sont très nombreuses : turbines, propulsion par fusée, par hélices, par coussin d'air etc. … Cette manipulation permet d'étudierl'impact d'un jet d'eau sur deux obstacles différents : hémisphère et plaque plane. L'application des théorèmes de Bernoulli et des quantités de mouvement permet d'estimer la valeur théorique de la force exercée. II. Descriptionde l’équipement de la manipulation :
  2. 2. Un tuyau vertical alimenté par le banc hydraulique est terminé par une tuyère (ou buse) qui produit un jet d'eau de débit variable. Ce jet se réfléchit sur un obstacle (hémisphère ou plaque plane) et repart avec un angle a par rapport à la direction du jet incident. L'obstacle est soutenu par un bras de levier qu'on peut équilibrer en déplaçant un poids. La tuyère et l'obstacle sont enfermés dans un cylindre transparent, dont la base possède un trou pour l'évacuation de l'eau vers la bascule (figure 1). III. Mode opératoire :  Effectuer la mise à zéro.  Mettre la pompe en route et régler la vanne d’alimentation du banc hydraulique pour obtenir le débit maximum.  Pour ce débit, relever la position correspondante de la masse mobile sur le levier et le débit qui est donné par un débitmètre en litres par minute.  Réduire le débit pour obtenir 7 points de mesure régulièrement espacés . IV. Tableau de relevé des mesures :  Pour un disque plan : Y (mm) 20 40 60 80 100 120 Q (l/mn) 20,30 24,68 30,01 33,35 38,53 42  Pour un disque hémisphérique : Y (mm) 20 40 60 80 100 120 Q (l/mn) 14,19 19,76 22,74 24,30 28,49 30,49
  3. 3. V. Exploitation des résultats :  Pour un disque plan : Q (m3/S) 10-4 Y(m) V1 (m/s) V2 (m/s) F’(N) F(N) Qv1(N) 10-3 Re 3,38 0,02 4,3 3,574 8,99 1,453 1,453 39096,3 4,113 0,04 5,2 5,129 11,98 2,138 2,138 51285,99 5 0,06 6,4 5,674 14,97 3,2 3,2 59950,34 5,56 0,08 7,1 7,048 17,96 3,947 3,947 70248,26 6,42 0,1 8,2 8,155 20,95 5,264 5,264 81206,554 7 0,12 8,9 8,859 23,94 6,23 6,23 88177,755  Pour un disque hémisphérique : Q (m3/S) 10-4 Y(m) V1 (m/s) V2 (m/s) F’(N) F(N) Qv1(N) 10-3 Re 2,365 0,02 3,011 2,888 8,99 1,424 7,121 10-4 29285,004 3,293 0,04 4,192 4,104 11,98 2,760 1,38 41191,65 3,79 0,06 4,825 4,749 14,97 3,657 1,82 47537,24 4,05 0,08 5,156 5,085 17,96 4,176 2,08 50854,02 4,748 0,1 6,045 5,984 20,95 5,740 2,87 59731,87 5,081 0,12 6,469 6,412 23,94 6,573 3,28 63962,26

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