Chapitre 7 : Ouvertures
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Les concepts d'hydraulique fondamentale abordés dans les chapitres précédents ouvrent vers de nombreux approfondissements qui font la richesse de l'hydraulique appliquée. On peut citer tous les écoulements en géométries complexes comme les vannes ou les turbines. Ce chapitre donne un aperçu de cette science descriptive, à commencer par les orifices et les déversoirs. Le théorème de Bernoulli, qui exprime la conservation de la charge hydraulique en l'absence de pertes de charge, permet de calculer le débit théorique à travers un orifice ou un déversoir en fonction de la hauteur de la surface libre d'un réservoir de grande dimension. La prise en compte des pertes de charge et du rétrécissement du jet nécessitent l'ajout d'un coefficient correcteur qui réduit d'environ 40% ce débit théorique. Un autre exemple d'approfondissement est donné par la détermination du point de fonctionnement d'un réseau hydraulique en charge ou à surface libre alimenté par une pompe, à l'aide des courbes caractéristiques. Plusieurs notions de ce chapitre sont illustrées à l'aide de la maquette "orifices et ajutages" conçue à cet effet.
Texte du chapitre à lire dans l'ouvrage : Hydraulique pour l'ingénieur généraliste
Définition : Débit à travers un orifice avec ou sans ajutage
Le débit \(Q\) à travers un orifice d'aire \(A\) situé à une profondeur \(h\) dans un réservoir à surface libre s'écrit
où \(\mu\) dépend de la forme de l'orifice ou de l'ajutage : \(\mu=0,59\) pour un orifice mince, \(\mu=0,96\) pour un orifice moulé, \(\mu = 0,82\) avec ajutage sortant et droit, etc.
Définition : Débit à travers un déversoir rectangulaire
Le débit \(Q\) à travers un déversoir rectangulaire à paroi mince de largeur \(L\) et de tirant d'eau \(H_t\) est donné par la formule
Définition : Débit à travers un seuil en V
Le débit \(Q\) à travers un seuil en V à paroi mince de demi-angle au sommet \(\alpha\) et de tirant d'eau \(H_t\) est donné par la formule
Définition : Point de fonctionnement
La courbe caractéristique \(\Delta H_{reso}(Q)\) d'un réseau hydraulique avec ou sans surface libre est une fonction croissante du débit \(Q\). La courbe caractéristique \(\Delta H_{pomp}(Q)\) d'une pompe est une fonction décroissante de \(Q\). Le point de fonctionnement \((Q_f, \Delta H_f)\) est obtenu à l'intersection des deux courbes caractéristiques
Remarque : Diaporama du chapitre 7
Fondamental : Les vidéos du chapitre 7
Texte légal : Consultation en ligne du chapitre
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