Tp aérodynamique

INTRODUCTION

Dans ce TP nous cherchons à mesurer la vitesse de l’écoulement de l’air. Pour cela, on réalisera deux expériences, le premier portera sur la mesure de la vitesse à l’aide d’un tube de Pitot, le seconde partie portera sur l’étude de variation de vitesse dans une section de Venturi

Pour réaliser ces expériences, nous avons à notre disposition une soufflerie aérodynamique, qui est  utilisé pour ces  expériences ainsi la précisons des instruments ne sera pas parfait.

Principe et théorie :

Lors de ce TP on considère que l’écoulement du fluide ici l’air ainsi que les contraintes de cisaillement sont négligeables devant les autres actions, pression et force de volume, on peut alors dire que le fluide est parfait dénue de viscosité et incompressible. L’écoulement est permanent et constant donc on peut supposer qu’il y a conservation du débit du         fluide est continuelle Q1=Q2 

On mettra en évidence une application du théorème de Bernoulli qui nous permet d’exprimer la conservation de l’énergie du fluide. On peut alors écrire

 [pic 1]

ρ la masse volumique, la vitesse u, et la pression p

Connaissant la pression statique et la pression totale Pt et la masse volumique on en déduit la vitesse

[pic 2]

[pic 3]

On utilise un ventilateur en position aspirante afin de créer un déplacement du fluide dans le tube de Pitot qui est dans le sens inverse du ventilateur.[pic 4]

Mode Opératoire :

A l’aide d’un tube de Pitot relié à un manomètre différentiel liquide on mesure la différence de pression à l’aide d’un baromètre. Uniquement lorsque le manomètre est en position horizontal, on effectue les mesures de pression pour ce faire on vérifie à l’aide d’un niveau de bulle rempli d’un liquide rouge l’horizontalité. Le manomètre est relié au tube de Pitot à l’aide de tuyaux flexibles. On fait varier la position du tube de Pitot d’environ de 50% pour 3 points avec un fond plat.  On reproduit cette manipulation avec un fond incliné pour 6 mesures.

La manipulation s’effectue avec le ventilateur en position aspirante avec puissance maximum.  On applique alors le théorème de Bernoulli afin de déterminer la vitesse d’écoulement de l’air.

Nos résultats relevés, on remplira par la suite un tableau avec nos paramètres afin de tracer les courbes demandés. (Cf : figure 1)

[pic 5]

Figure 1 : montage d’une soufflerie avec un tube de Pitot.

[pic 6]

On reproduit le même montage en changeant le tube de pitot par un tube de venturi.

Le ventilateur est alors en position soufflante. Un seul tuyaux sur deux est introduit pour crée une difference de pression. On lit également la pression sur le baromètre.

Résultats et exploitation :

1. Mesure du profile de vitesses :

Exemple de calcul :

Pour la vitesse en position 0% : [pic 7]

[pic 8]

D’après la courbe obtenue, le fluide est parfait car en variant les positons du tube de Pitot, la vitesse augmente de façon linéaire.

La pression Pd mesurée entre la position 0% et 100% ne varie pas beaucoup, on a une variation maximale de 12,5%.

1. Etude de variation de section du tunnel avec plan incliné :

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