But de la manipulation :

INTRODUCTION:

Par la mesure directe de la force exerce par un jet deau sur un obstacle, on tudie exprimentalement le thorme des quantit de mouvement et ceci par:

Mesure de la force dimpact sur une plaque plane et comparaison avec la variation de la quantit de mouvement. Mesure de la force dimpact sur un obstacle hmisphrique et comparaison avec la variation de la quantit de mouvement.

II. DESCRIPTION DU DISPOSITIF EXPRIMENTAL:

2.1. Appareil d'tude de l'impact d'un jet:

L'appareil est schmatis sur la figure 2 ci-dessous. Il est constitu d'un gicleur, tuyre verticale, qui dirige un jet sur un obstacle. Ce jet est envoy sur un auget en forme de disque ou d'hmisphre. La tuyre et l'auget sont dans un cylindre transparent. La tuyre est relie au banc hydraulique. La base du cylindre est quipe d'une conduite de retour dbitant dans le rservoir de mesure de dbit du banc hydraulique.

L'auget est mont sur un levier articul sur lequel peut se dplacer une masse mobile. Ce levier est maintenu en position zro, en plaant la masse mobile devant la graduation zro de la rgle gradue, pour ensuite rechercher la position horizontale en manuvrant l'crou molet du ressort. La position horizontale du levier est indique par le reprage du levier.

La force d'impact d'un jet se mesure en dplaant la masse mobile sur le levier jusqu' ce que le levier revienne sa position initiale indique par le reprage.

Le dbit de fluide est rgl en amont de l'appareil par une vanne.

Fig. 2 : Montage exprimental

Application du thorme de la quantit de mouvement:

Considrons un auget symtrique par rapport a un axe x comme sur le schma de la figure ci-dessous .le jet dun coulement de dbit massique m (kg/s), de vitesse u1 et direction parallle a laxe x percute lauget qui dvie dun angle B2.le fluide quitte lauget a une vitesse u2 de direction faisant un angle B2 par rapport a laxe des x .2.2. Banc hydraulique -mesure du dbit

Le banc hydraulique est schmatis sur la figure 3. La pompe centrifuge P, dpose au fond du grand bac et plonge dans l'eau, refoule l'eau dans la conduite C, quipe d'une vanne de rglage V. L'eau provenant du montage se dverse dans un petit rservoir destin mesurer le dbit.

Ce petit rservoir de mesure de dbit est fix l'intrieur du grand bac, et possde au niveau de sa base un orifice conique dans lequel peut coulisser un systme de vanne permettant de maintenir ou d'vacuer l'eau vers le grand bac.

Mesure du dbit:

Avant de commencer les mesures du dbit d'eau, on vidange tout d'abord le petit rservoir en tirant la tige par le poignet E vers le haut. Le niveau du liquide dans ce petit rservoir tant visible grce un tube vertical en Plexiglas, de faible diamtre et gradu en litres, qui se situe l'extrieur du cot latral du grand bac. Pour mesurer le dbit, on vidange tout d'abord le petit rservoir en maintenant appuye la tige grce au poignet E (pouss vers le bas), ensuite on relche ce dernier pour fermer l'orifice sur la base de ce petit rservoir, et le niveau d'eau dans ce dernier commence remonter. Comme le tube est gradu en litres, il suffit de connatre le temps mis par l'eau pour atteindre le niveau dsir ; et le dbit volumique sera le rapport entre le volume obtenu pour le temps chronomtr. Mais, avant de refaire une autre mesure de dbit, il est ncessaire de vidanger le petit rservoir. Pour obtenir une valeur prcise du dbit, il est conseill d'avoir des temps de l'ordre d'une minute. Indication:

Quand la masse mobile est a la distance y de sa position zro, la force correspondante sur lauget est:

F.L= W.Y

F.150=M.G.Y

Do: F=(M.G.Y/150)

F=0.03924.Y (N)

La vitesse la sortie du gicleur est:

Q= u1.A

Avec: Q: dbit volumique ( m3/s)

A: section du gicleur (m2)

Alors: u1=Q/A

La vitesse dimpact du jet sur lauget u0 est infrieure la vitesse de sortie de linjecteur u1 , en raison des effets de la gravit . la vitesse u0 se dtermine de la faon

suivante: u02=u12-2.G.S

Alors: u0= (m/s) Calculs:

a) la relation F=K.qm.u0

F= m(u1-u2.cos2)Dans le cas de la plaque plane=90 donc F=m.u1alors: K.qm.u0 =m.u1 et qm=m alors K.u0=u1donc: K=u1/u0 =u1/

K=1/

On 0.687/u1