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AP 1.1: Energie hydraulique

Problématique:

Etude des notions de puissance, rendement et énergie hydraulique

I. Présentation d’un système de suppresseur d’eau

  

II.  Etude de la fonction globale du système

Afin de simplifier l’approche et la compréhension d’un système, on définit une représentation schématisée et simplifiée du système. Cette représentation est une représentation fonctionnelle. Aujourd’hui, on ne définira que le niveau général (fonction globale) appelé A-0.

1)      Donner, par un verbe, la fonction globale du système du surpresseur

           

2)      Déterminer la matière d’œuvre de sortie

3)      Quelles sont les 2 énergies mis en jeu dans ce système :

Energie utile (ou utilisée) :        Wu : …………………………………..

Energie absorbée :                    Wa :…………………………………..

 

4)      Compléter la chaîne d’énergie du système à partir des éléments du système cités :

      

III) Bilan énergétique du système du Surpresseur :

Lors de la construction d’une habitation récente, une cuve de récupération d’eau de pluie est installée.

Diamètre : 0.8m Hauteur : 2.5m

On peut réduire la consommation en eau potable, pour maîtriser la dépense en eau pour avoir une réserve d’eau d’arrosage, pour être utilisé pour la chasse d’eau des toilettes

La pression d’eau de la maison est réglée sur 1 Bar (en moyenne entre 2 à 3 bars)

III.1) Mesure des puissances à pression constante

1)      Positionner le système en « Hors »

2)      Régler la  vitesse à 3000 tr/min par l’intermédiaire du potentiomètre (en face avant ou registre 0.10 du variateur)

3)      Régler la pression à 1 bar (par action sur la vanne)

4)      Relever le débit en litre/h

5)      Relever la puissance Pa : registre 0.17 du variateur

a)       Compléter le document réponse: « surpresseur.xls ».

Faire cette démarche pour plusieurs vitesses tout en gardant la pression à 1 bar

b)      Calculer la puissance hydraulique utilisée Pu (Watt). (compléter le cadre 1)

Pu=Q.p avec p en Pascal et Q en m3/s ( 1 bar = 105 pascal)

c)      En déduire le rendement η du système ; tracer et imprimer la caractéristique η= f(Pu) (compléter le cadre 2)

η= Pu/Pa

d)       Commenter cette caractéristique : pour cela faite une analyse

-         au point de vue des pertes de l’ensemble

-         au niveau de sa variation en fonction de la vitesse

-         De son point de fonctionnement. (voir plaque à borne du moteur)

     

 

 

III.2) Détermination des énergies

Problématique : On remplit une réserve de chasse d’eau de contenance constante (50x40x20) sous une pression de 1 bar ; ceci en moyenne 6 fois/jour.

 

1) Calculer le volume de cette réserve d’eau

2) Pour chaque débit (noté dans tableau excel) , déterminer le temps de remplissage de cette réserve. (compléter la colonne)

3) A partir du « document  ressource », calculer l’énergie  hydraulique utilisée Wu (Joule).

4)  Imprimer la caractéristique Wu= f(Q) ; Commenter cette caractéristique.  

5) Calculer l’énergie absorbée Wa au niveau du réseau électrique ; Aidez vous des caractéristique Wu=f(Q) et Wa=f(Q))

 

IV) Conclusion :

Sur une fiche bristol, faites un document ressource résumant ces notions d’énergie, puissance et rendement pour un système hydraulique.