Méthodes de mesure du débit H10 Équipement de laboratoire d'hydrodynamique Équipement d'enseignement
MÉTHODES DE MESURE DE DÉBIT
L'appareil de mesure de débit montre les méthodes typiques de mesure du débit d'un fluide essentiellement incompressible (l'eau). Il montre également des applications de l'équation de Bernoulli.
Les élèves mesurent le débit à l'aide d'un venturimètre, d'un débitmètre à plaque à orifice et d'un rotamètre. L'équation de Bernoulli fonctionne pour chaque mètre. Les élèves trouvent et comparent les pertes de charge pour chaque mètre. Ils trouvent également les pertes dans un élargissement rapide et un coude à 90 degrés.
L'appareil est destiné à être utilisé avec un banc hydraulique (H1F, disponible séparément).
Le produit a un tuyau horizontal qui comprend un compteur Venturi, une plaque à orifice et des prises de pression. Un coude relie le tuyau à un rotamètre (débitmètre de type gap) avec d'autres prises de pression. Toutes les prises de pression se connectent à des manomètres maintenus sur un panneau vertical derrière la tuyauterie. Les manomètres mesurent et affichent la répartition de la pression par rapport à une échelle calibrée. Pour effectuer des expériences, les étudiants connectent le produit à l'alimentation du banc hydraulique et le règlent sur un débit faible et constant à travers l'appareil.
L'eau du banc hydraulique s'écoule ensuite à travers le compteur Venturi, à travers un élargissement brusque, une longueur de décantation et la plaque à orifice. Il s'écoule ensuite autour du coude, à travers le rotamètre, puis une vanne de régulation de débit, pour finalement revenir au banc hydraulique. La vanne de régulation est en aval, elle ne provoque donc aucune turbulence en amont.
Pour ajuster le niveau d'eau de référence dans les tubes du manomètre, les élèves connectent une pompe à main (incluse) à la vanne au-dessus des tubes du manomètre.
Les élèves mesurent le débit à l'aide du banc hydraulique, en notant les niveaux du manomètre et la lecture du rotamètre. Ils augmentent ensuite le débit par incréments définis, prenant des mesures à chaque fois, jusqu'à atteindre le débit maximal. Ils utilisent ensuite l'équation de Bernoulli pour trouver le débit massique à travers chacun des compteurs, en le comparant aux débits mesurés à l'aide du banc hydraulique. Les élèves peuvent comparer les avantages, les inconvénients et les applications potentielles de chaque compteur.
RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE
• Application de l'équation de Bernoulli pour les fluides incompressibles
• Comparaison directe de la mesure du débit à l'aide d'un venturimètre, d'une plaque à orifice et d'un rotamètre
• Comparaison des chutes de pression sur chaque appareil de mesure de débit
• Comparaison des chutes de pression sur un élargissement soudain et un coude à 90°