Pertes par frottement dans les appareils de tuyauterie - Équipement de formation en ingénierie des fluides - Matériel pédagogique

AFF159 Pertes par frottement dans les appareils de tuyauterie - Équipement de formation en ingénierie des fluides - Matériel pédagogique
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 avec différents principes de mesure et 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 est équipé d'un déflecteur anti-turbulence. Un tube gradué indique le niveau d'eau. L'eau retourne au puisard par la vanne de vidange.
2. Caractéristiques 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 Partie principale
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 diamètre intérieur 16,5 mm avec vanne à siège incliné
6 Module de tube lisse de diamètre intérieur 26,6 mm avec vanne à guillotine
7 Module de tuyau composite
8 Module d'interface en T
9 Module de rotamètre
3.2 Liste de configuration des équipements
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 Tube en méthacrylate de diamètre intérieur 6,5 mm 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 Diaphragme Vanne 2
Composant 11 Tuyau à diamètre variable 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 à diamètre variable 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
N° Nom Qté
1 Raccord rapide CPC en plastique, filetage extérieur mâle 2
2 Raccord rapide 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 : Mesure des pertes de charge par frottement d'un tube rugueux de 17 mm de diamètre intérieur
Expérience 3 : Test d'un tube lisse de 26,6 mm de diamètre intérieur avec une vanne à guillotine
Expérience 4 : Test d'un tube Venturi
Expérience 5 : Test d'un module d'interface en T