H8 Impact d'un jet Hydrologie Démonstrateurs Matériel didactique
IMPACT D'UN JET
Pour comprendre correctement le fonctionnement d'une turbine (une roue Pelton par exemple), les élèves doivent comprendre comment la déviation du jet produit une force sur les aubes de la turbine. Ils doivent également savoir comment cette force affecte le débit d'impulsion dans le jet.
L'appareil Impact d'un jet montre aux élèves la force produite par un jet d'eau lorsqu'il frappe une assiette plate ou une tasse hémisphérique. Ils peuvent ensuite comparer cela au débit de quantité de mouvement dans le jet. Pour étendre la gamme d'investigations, la plaque conique à 120 degrés et la plaque inclinée à 30 degrés (H8a) sont disponibles séparément. À utiliser avec le banc hydraulique numérique (H1F, disponible séparément), l'équipement comprend un cylindre transparent contenant une buse conique verticalement et une plaque d'essai. Le vérin est sur pieds et se monte sur le dessus du banc hydraulique. La buse, alimentée par le banc hydraulique, produit un jet d'eau à grande vitesse qui vient frapper la plaque d'essai. La plaque de test se connecte à un ensemble de poutre de pesée avec un poids jockey qui mesure la force du jet. Un tube de vidange à la base du vérin redirige l'eau vers le banc hydraulique, permettant une mesure précise du débit.
Toutes les plaques de test sont toutes facilement interchangeables, ne prenant que quelques secondes et ne nécessitant aucun outil.
Pour effectuer des expériences, les élèves nivellent l'appareil et mettent à zéro l'ensemble de poutre de pesée. Ils règlent le débit du banc hydraulique au maximum et mesurent la force du jet. Ils réduisent le débit du banc hydraulique en plusieurs incréments. A chaque incrément ils enregistrent la force du jet sur le plateau et le débit. Ils répètent ensuite les expériences pour différentes plaques d'essai. Les élèves comparent leurs résultats expérimentaux à ceux calculés à partir de la théorie, en élaborant des graphiques du taux de transmission de la quantité de mouvement en fonction de la force sur la plaque.
RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE
• Mesure de la force d'impact sur une plaque plane et comparaison avec le changement de moment
• Mesure de la force d'impact sur une plaque hémisphérique et comparaison avec le changement de moment
• Mesure de la force d'impact sur une plaque plate inclinée (disponible séparément) et comparaison avec le changement de moment
• Mesure de la force d'impact sur une plaque conique (disponible séparément) et comparaison avec le changement de moment