[PDF] Écoulement dans des canaux pente de la ligne de

View - Download Écoulement dans des canaux

Previous PDF

Next PDF

Connaissances de base

Écoulement dans des canauxGénie hydraulique

Écoulement dans des canaux

gunt 2

Symboles de grandeur fréquemment utilisés

E charge spéci“ que

λE perte de charge

h profondeur de lécoulement h c profondeur critique h d profondeur découlement de leau en aval (downstreamŽ) h o hauteur (weir headŽ) h u profondeur de leau en amont (upstreamŽ)

J pente de la ligne de charge

Q débit

v vitesse découlement W hauteur du déversoirLes eaux courantes naturelles représentent des écoulements dans des canaux ouvertsŽ. Depuis des siècles, on y entreprend des constructions: canaux d"irrigation, protection contre les inondations et aménagement des rivières pour la navigation et l"exploitation d"énergie. On peut notamment citer les systèmes de distribution d"eau datant de l"Antiquité (aqueducs) ou les canaux d"irrigation agri- coles qui s"étendent sur de très grandes distances: les LevadasŽ au Portugal (en bas).

Content

Sappuyant sur de nombreux

manuels, les canaux dessai de

GUNT transmettent les prin-

cipes de base de lécoulement dans des canaux en se basant sur lexemple dun canal dessai à section rectangulaire.

La première partie de ce cha-

pitre présente les principes de base de lécoulement dans des canaux. En parallèle, nous vous montrons comment mettre en pratique de manière expé- rimentale des thématiques et phénomènes particuliers. Ces représentations sont valables en principe pour tous les canaux dessai GUNT et leurs acces- soires.

071070Principes de base de lécoulement dans des canaux 072

rayon hydraulique périmètre mouillé pro“ ls de canaux typiques Écoulement uniforme dans un canal rectangulaire 074
formules de débit

Écoulement stationnaire

075

équation de continuité

équation de Bernoulli

charge spéci“ que Écoulement non uniforme dans un canal rectangulaire 076
changement d"écoulement courbe de charge spéci“ que courbe de force spéci“ que Détermination de la perte de charge lors dun ressaut 078

Nombre de Froude et écoulement critique

perturbation momentanée et perturbation permanente ressaut avec différents nombres de Froude 081
Montée et abaissement du niveau dans un canal ouvert 082

Dissipation dénergie 084

bassin d"amortissement

Passage

094

Pertes locales dans des canaux ouverts 095

piles

Procédés de mesure du débit

096
canal jaugeur déversoirs de mesure Écoulement non stationnaire: vibrations induites par lécoulement 098
pilots vibrants

Transport des sédiments

099
transport par charriage

Écoulement non stationnaire: vagues

100

Ouvrages de contrôle 086

écoulement par des déversoirs

• condition de nappe au niveau du déversoir

• écoulement par des déversoirs “ xes

• types de chutes

• calcul du débit selon Poleni

déversoirs à crête arrondie déversoirs à paroi mince déversoirs à seuil épais déversoir à siphon vannes

Génie hydraulique

Écoulement dans des canaux

gunt 2

Connaissances de base

Écoulement dans des canaux

Principes de base de l"écoulement dans des canaux

1 écoulement brusquement varié sous une vanne, 2 écoulement graduellement varié, 3 ressaut (brusquement varié),

4 chute de déversoir (brusquement varié), 5 écoulement graduellement varié,

6 écoulement non uniforme au niveau dun changement de pente

Rectangle, trapèze avec angles à 60°, triangle; h profondeur de lécoulement, b largeur de canal

bh h=b/2 bb

60°

h=

Š3b/2

90°

Pro“ ls de canaux typiques

Dans la plupart des cas, on peut reproduire de manière approxi- mative la coupe transversale respective dun écoulement dans des canaux avec quelques pro“ ls géométriques. Cercle, demi- cercle, rectangle, trapèze et associations de pro“ ls sont des outils parfaitement adaptés lorsquil sagit de faciliter les calculs mathématiques, et le cas échéant de modéliser le canal. Il est souvent important de déterminer le débit Q et la profondeur de lécoulement h à des positions dé“ nies. Les grandeurs typiques pour le calcul sont la surface traversée A, le périmètre mouilléP et le rayon hydraulique R.Avec une section rectangulaire, les grandeurs sont dé“ nies de la manière suivante:

€ surface traversée A=bh

€ périmètre mouillé P=b+2h

€ rayon hydraulique R=A/P=bh/(b+2h)

Avec des canaux larges et plats, le rayon hydraulique R correspond donc à la profondeur de lécoulement h. Pour les canaux arti“ ciels, ce quon appelle le pro“ l favorable à lhydraulique est également une grandeur importante ... un dimensionnement optimal du pro“ l permet de réaliser des éco- nomies de matériel et de coûts: € débit Q + pente de la ligne de charge J donnés: détermina- tion de la surface traversée minimale A € débit Q + surface traversée A donnés: détermination de la pente de la ligne de charge minimale J. Les canaux dessai de GUNT ont une section rectangulaire. Ils offrent la possibilité ... outre le montage de différents modèles ... de modi“ er la pente, de jouer sur la nature de la surface du fond du canal, et donc sur la rugosité. Il est possible de réa-

liser un grand nombre dessais sur lécoulement uniforme et non uniforme dans des canaux avec les instruments permet-

tant denregistrer la vitesse découlement v et la profondeur de lécoulement h.Coupes transversales hydrauliques optimales

En cas de périmètre mouillé minimum, par rapport à la surface donnée, on parle de coupe transversale hydraulique optimale.

12 45 6

HM 162.77

Fond du canal

avec galets Les écoulements dans des canaux sont très répandus. On peut citer notamment les rivières ou les canaux, les tranchées de drainage, les rigoles, les attractions aquatiques des parcs de loisirs ou la canalisation. La force motrice de ces écoulements généralement turbulents est la gravitation. Ce qui caractérise les écoulements dans des canaux est leur surface libre. Com- paré aux écoulements tubulaires, les écoulements dans des canaux disposent, de par leur surface libre, d"un degré de liberté supérieur.On distingue principalement deux types d"écoulements dans des canaux:

€ lécoulement uniforme (la profondeur de lécoulement (pro-fondeur deau) reste constante; accélération=décélération)

€ lécoulement non uniforme (la profondeur de lécoulement change en fonction de laccélération ou de la décélération)

Le débit peut être soit sous-critique (ou " uvialŽ), critique ou supercritique (ou torrentielŽ).

073072

Génie hydraulique

Écoulement dans des canaux

gunt 2

Connaissances de base

Écoulement dans des canaux

Écoulement uniforme dans un canal rectangulaireÉcoulement stationnaire Lorsque lécoulement dans des canaux est uniforme, la profondeur de lécoulement h reste identique, et donc parallèle au fond. Ce qui signi“ e par ailleurs que la vitesse découlement v reste constante. La profondeur de lécoulement h correspond à la hauteur de pression (une composante de la charge spéci“ que). Ces charges spéci“ ques sont souvent tracées sous la forme de ce que lon

appelle des pentes de ligne. Dans la pente de la ligne de chargeJ, la composante de référence est très souvent la profondeur de

lécoulement h. Lorsque lécoulement dans des canaux est uni- forme, la pente de la ligne de charge J est égale à la pente de fond J S et la profondeur de lécoulement h est donc identique. Avec un écoulement uniforme dans des canaux, on a ce que lon appelle un écoulement normal, en dautres termes, la pente de fond J S com- pense les pertes par frottement du débit Q. La pente de la ligne de charge, la ligne deau et la pente de fond sont parallèles.

Formules de débit

Les formules de débit décrivent la relation entre le débit Q et la profondeur de lécoulement h avec une forme de coupe trans- versale et une caractéristique de rugosité données. La forme de la coupe transversale est prise en compte dans le rayon hydraulique, la profondeur de lécoulement h intervient via la profondeur de lécoulement J.Les formules de débit couramment utilisées pour les canaux généraux sont les formules de

€ Darcy-Weisbach

€ Manning-Strickler (ou Gauckler-Manning-Strickler). Les formules de débit sont basées sur des valeurs empiriques. I écoulement non uniforme, II écoulement uniforme; h profondeur de lécoulement, J S pente de fond uniforme, J W pente de la ligne deau, L 0 longueur du canal avec pente de fond, J S et largeur constante, v vitesse découlement, cadre rouge volume de contrôle IIII J W J S L 0 vh h v h 2 z 2 E tot2 E tot1 z 1 h 1 J S J W J L v 2 1 /2g v 2 2 /2g pente de la ligne de chargeJ: h v /L=(E 1 -E 2 )/L pente de la ligne d"eauJ w : [(h 1 +z 1 )-(h 2 +z 2 )]/L pente de fondJ s : (z 1 -z 2 )/L

Selon Bernoulli, la charge totale E

quotesdbs_dbs1.pdfusesText_1

[PDF] ecouter radio tour en direct

[PDF] ecran noir r-link

[PDF] écran règle 3 6 9 12

[PDF] ecran word 2010

[PDF] ecricome bachelor

[PDF] ecricome lv2 espagnol

[PDF] ecrire en francais sans faute d'orthographe

[PDF] écrire les chiffres en lettres cp

[PDF] ecrire un algorithme qui calcule le factoriel d'un nombre

[PDF] écrire un article scientifique en anglais pdf

[PDF] écrire un article scientifique en anglais. guide de rédaction dans la langue de darwin

[PDF] écrire un conte oriental

[PDF] écrire un dialogue cm2

[PDF] écrire un dialogue en anglais bac

[PDF] écrire un dialogue théâtral