Ø     Exploitation des mesures

 

 

Grâce aux appareils de mesure à disposition (couplemètre et débitmètre), nous avons pu relever la valeur du couple et du nombre de tours par minute à débit fixé et en faisant varier le couple résistant. Nous avons effectué ces mesures pour différents débits.


      A partir de ces valeurs, nous avons calculé le rendement de la roue ainsi que sa vitesse spécifique, à l’aide des formules suivantes :

                            

      Ces deux relations font intervenir la hauteur d’eau H. Or, dans notre cas, le débit n’est pas créé par une hauteur d’eau, mais par une pompe. Pour calculer Ns nous avons donc dû estimer une hauteur H équivalente telle que :


 


Nous avons alors tracé les courbes du rendement en fonction de la vitesse spécifique à débit fixé.

 


 


 

Ø     Commentaires

 

 

·        Les courbes rassemblées sur la figure ci-dessus ont toutes une forme qui correspond à celle prévue par la théorie.

 

·        Du point de vue quantitatif, on ne peut que remarquer les valeurs aberrantes du rendement (>1) pour les débits de 4 à 6 l/s.

Pour q=2.95 l/s, les valeurs semblent un peu élevées compte tenu de la manipulation réalisée. En effet la roue a très peu de frottements au niveau de l’axe ce qui pourrait permettre d’obtenir un grand rendement. Mais le jet en sortie de l’injecteur n’est pas tout à fait droit et une partie de l’eau passe en dehors des pales. On ne pouvait donc pas espérer un rendement très important.

Pour les débits de 8 l/s, les valeurs correspondent à celles envisagées.

 

·        Dans la théorie, le rendement devrait augmenter lorsque le débit augmente.

Pour les faibles débits (<8l/s), on constate que nos courbes ne viennent pas confirmer la théorie.

On peut par contre observer les trois courbes aux débits les plus élevés et remarquer que pour ces valeurs le rendement augmente bien avec le débit.

 

·        L’étude des turbines indique aussi que la vitesse spécifique optimum, i.e qui correspond au meilleur rendement, est la même quel que soit le débit. 

Là encore, nos résultat concernant les faibles débits ne vérifient pas la théorie contrairement aux courbes des débits plus élevés (»8 l/s).

 

 

Ø     Interprétation

 

 

·        Compte tenu de l’ensemble des remarques faites sur les courbes, nous considérerons que les seuls résultats valables sont les trois courbes tracées pour des débits d’environ 8 l/s. 

Lors de la réalisation de l’expérience, nous avons dû limiter le débit à cause de la taille de la cuve. Ainsi, pour des débits supérieurs à 8 l/s, la cuve se remplissant trop vite, nous ne pouvions prendre assez de mesures pour avoir une évolution du rendement représentative. C’est pourquoi nous n’avons pu travailler qu’avec des valeurs de couple sur l’arbre comprises entre 2 et 4 Nm pour les débits de 8 l/s et inférieures à 2 Nm pour les autres débits.

De plus, le frein étant limité à un couple résistant de 5 Nm, nous ne pouvions dépasser cette valeur de couple sur l’arbre.

Nous savons que le couplemètre a une valeur nominale de 100 Nm, ce qui explique que, pour la gamme de couples que nous avons, les résultats soient faux ou imprécis.

         

 

Ø     Améliorations possibles

 

 

            Tout d’abord, toutes les erreurs que nous avons faites ne sont évidemment pas à réitérer :

 

·        Les appareils de mesures doivent avoir des points de fonctionnement nominaux à peu près identiques pour utiliser au mieux le couplemètre et le frein.

 

·        La cuve devrait être munie d’un orifice de vidange de plus gros diamètre pour effectuer des mesures à débit plus élevé et laisser le temps aux utilisateurs d’attendre la stabilisation des valeurs données par les appareils .

 

·        Il faudrait trouver un frein plus puissant, créant un couple résistant plus important, ce qui permettrait de pouvoir travailler à des débits plus grands.

 

 

Ainsi, dans ces conditions, nous pourrions atteindre le point de fonctionnement désiré qui a été déterminé par la similitude. Les résultats obtenus seraient exploitables et comparables avec le cas réel d’une roue de moulin .