Principes de base physiques
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L’objet de la mécanique des fluides est l’étude des forces et mouvements des liquides et des gaz. Ces deux états de la matière sont des continuums dont les éléments peuvent se déplacer légèrement les uns contre les autres. Ils sont tous deux regroupés sous la dénomination de fluides.
Transformations d’état isotherme et isochore de l’air
Contenu didactique/essais
- étudier expérimentalement les lois qui régissent les transformations d’état des gaz
- transformation d’état isotherme, loi de Boyle-Mariotte
- transformation d’état isochore, 2e loi de Gay-Lussac
Détermination du coefficient adiabatique selon Clément-Desormes
Contenu didactique/essais
- détermination du coefficient adiabatique selon Clément-Desormes
- transformation d’état adiabatique de l’air
- transformation d’état isochore de l’air
Mesures de pression et de température dans une chaudière à vapeur
Contenu didactique/essais
- enregistrement de la courbe de pression de vapeur de l’eau
- représentation de la relation entre pression et température dans un système fermé
- mesure de la température et de la pression
Mesures de pression et de température dans une chaudière à vapeur, l’évaluation d’essais assistées par ordinateur
Contenu didactique/essais
- enregistrement de la courbe de pression de vapeur de l’eau
- représentation de la relation entre pression et température dans un système fermé
- mesure de la température et de la pression
Corps tombant verticalement dans un liquide; essais avec des corps de tailles et de matériaux différents
Contenu didactique/essais
- influence des différents paramètres sur la vitesse de sédimentation des billes:
- diamètre des billes
- densité des billes
- densité du liquide
- viscosité du liquide
En mécanique des fluides la mesure de la température, de la pression et du flux sont principalement d’intérêt.
Introduction expérimentale à la technique de mesure de température: méthode, domaines d'application, caractéristiques
Contenu didactique/essais
- acquisition des principes de base de la mesure de température à travers des essais
- apprentissage de différentes méthodes, connaissance de leurs domaines d’application et de leurs particularités
- méthodes non électriques: thermomètres à gaz et à liquide, thermomètres à bilame, bandes de mesure de température
- méthodes électriques: thermocouple, thermomètre à résistance électrique Pt100, thermistance CTN
- détermination de l’humidité de l’air avec un psychromètre
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Mesures de surpression et de dépression avec différents appareils de mesure
Contenu didactique/essais
- familiarisation avec 2 méthodes de mesure différentes:
- méthode directe avec manomètre à tube en U et manomètre à tube incliné
- méthode indirecte avec manomètre à tube de Bourdon
- mode de fonctionnement d’un manomètre à tube de Bourdon
- calibrage des manomètres mécaniques
Fonctionnement d'un manomètre à tube de Bourdon et d'un manomètre à piston
Contenu didactique/essais
- principe d’action d’un manomètre à tube de Bourdon
- calibrer du manomètre, relevé de la pression appliquée
- détermination de l’erreur systématique
- principe de fonctionnement et travail avec un manomètre à piston
Comparaison de différentes méthodes de mesure et détermination du coefficient de débit
Contenu didactique/essais
- mesure du débit avec un:
- orifice de mesure / tuyère de mesure
- tube de Venturi
- rotamètre
- mesure du débit avec un tube de Pitot
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Comparaison et calibrage de différents débitmètres
Contenu didactique/essais
- avec différents débitmètres comme accessoires
- différents débitmètres et leurs principes de fonctionnement
- calibrer des différents débitmètres
- influence de la position des débitmètres
- enregistrement et comparaison des courbes de perte de charge
Les fluides au repos sont l’objet d’étude de l’hydrostatique.
Hydrostatique
Essais de: poussée verticale, densité, effets capillaires etc; différentes méthode pour mesurer la pression
Contenu didactique/essais
- étude de la poussée de différents corps
- étude de la densité de liquides
- pression hydrostatique, loi de Pascal
- vases communicants
- calcul du centre de poussée
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Pression d'un liquide sur les parois d'un récipient
Contenu didactique/essais
- distribution de la pression le long d’une surface effective dans un liquide au repos
- force latérale de la pression hydrostatique
- détermination du centre de pression et du centre de gravité de la surface
- détermination de la force de compression résultante
Détermination du métacentre et de la poussée verticale; section de membrure rectangulaire
Contenu didactique/essais
- étude et détermination
- de la poussée et du centre de poussée
- du centre de gravité, du métacentre et de la stabilité
- du gîte
Comparaison de deux formes de membrure différentes: bouchain vif et bouchain adouci
Contenu didactique/essais
- comparaison de deux formes de membrure différentes: bouchain vif et bouchain adouci
Mesure du débit volumétrique pour grands et petits débits
Contenu didactique/essais
Avec les accessoires HM 150.01 – HM 150.39:
- initiation aux bases de la mécanique des fluides
- GUNT Media Center, développement des compétences numériques
- cours d’apprentissage en ligne avec connaissances de base et calculs
- simulations CFD préparées pour la visualisation de l’écoulement
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L’hydrodynamique étudie et décrit les fluides en mouvement. L’étude des principes de conservation de la masse, de l’énergie et de l’impulsion y est au premier plan.
Hydrodynamique
Module de base pour essais de mécanique des fluides, commande de l’installation via l’API
Contenu didactique/essais
- logiciel GUNT avec des contenus adaptés aux différents accessoires avec
- info: description de l’appareil et module d’apprentissage avec principes théoriques de base
- préparation de l’essai: montage expérimental guidé et purge d’air automatique de section d’essai
- aperçu de l’essai: enregistrement digital des valeurs de mesure avec affichage graphique
- prendre des captures d’écran
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Visualisation d’un écoulement laminaire et d’un écoulement turbulent
Contenu didactique/essais
- visualisation
- de l’écoulement laminaire
- des zones de transition
- de l’écoulement turbulent
- de l’écoulement secondaire dans un coude de conduite
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Mesure d'écoulement laminaire et turbulent
Contenu didactique/essais
- représentation du profil d’écoulement
- détermination d’une vitesse d’écoulement locale et d’une vitesse d’écoulement moyenne
- influence du nombre de Reynolds sur le profil d’écoulement
- identification des différences entre la formation de l’écoulement laminaire et la formation de l’écoulement turbulent
- frottement du tube / contrainte de cisaillement
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Relation entre la surface de section traversée et la vitesse d'écoulement
Contenu didactique/essais
- étude de la loi de la continuité
- démonstration de la conservation de la masse
- identification des grandeurs d’influence
- surface de section de passage
- le pas des roues à ailettes
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Démonstration du principe de conservation de l’impulsion; déflecteurs interchangeables avec différents angles de déflexion
Contenu didactique/essais
- application du principe de conservation de l’impulsion
- mesure des forces de jet
- étude des grandeurs d’influence des forces de jet
- angle de déflexion
- pré-pression de buse
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Pressions statiques et répartition de la pression totale le long du tube Venturi
Contenu didactique/essais
- conversion d’énergie avec débit divergent/convergent
- enregistrement de l’évolution de la pression dans le tube de Venturi
- détermination de l’évolution de vitesse dans le tube de Venturi
- évaluation qualitative des pertes de pression
- désignation des influences de la buse et du diffuseur sur la perte de charge
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Pressions statiques et répartition de la pression totale le long du tube Venturi
Contenu didactique/essais
- transformation d’énergie lors d’un écoulement tubulaire divergent / convergent
- enregistrement de l’évolution de la pression dans le tube de Venturi
- détermination de l’évolution de la vitesse dans le tube de Venturi
- détermination du coefficient de débit
- reconnaissance des effets de frottement
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Démonstration du principe de conservation de l'impulsion; déflecteurs interchangeables avec différents angles de déflexion
Contenu didactique/essais
- démonstration du principe de conservation de l’impulsion
- étude des forces de jet
- influence du débit et de la vitesse d’écoulement
- influence de la variation des angles de déflexion
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Visualisation d'un écoulement laminaire et d'un écoulement turbulent
Contenu didactique/essais
- visualisation de l’écoulement laminaire
- visualisation de la zone de transition
- visualisation de l’écoulement turbulent
- détermination du nombre de Reynolds critique
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