La problématique à résoudre Un utilisateur souhaite accroître l’efficacité de l'hydropulseur dentaire BRAUN MD16 par l’augmentation de 10% du nombre maximum.

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1 La problématique à résoudre Un utilisateur souhaite accroître l’efficacité de l'hydropulseur dentaire BRAUN MD16 par l’augmentation de 10% du nombre maximum (actuel) de pulsations par minute du fluide et par l'augmentation de la pression moyenne maximale (actuelle) de 10% également. Après l'étude de la chaîne énergie de ce système, donner les caractéristiques permettant le choix (dans un catalogue) d'un moteur écologique satisfaisant le nouveau besoin (pour la puissance hydraulique maximale souhaitée, sa consommation énergétique ne dépasse pas 90% de celle du moteur actuel).

2 ANALYSE : Fonction Q1 : La fonction principale de ce système est

3 ANALYSE : Principe de fonctionnement Cylindrée (volume aspiré durant un cycle) REFOULEMENT vers la canule ASPIRATION Réservoir (eau ou solution dentaire)

4 ANALYSE : Principe de fonctionnement Q2a- Description du mouvement du piston. Q2b- Les deux phases d'un cycle de la pompe sont Q2c- Le clapet du haut sert à. Q2c- Le clapet du bas sert à. Q2e- Le fluide sort de la canule en un jet Q2d- Le volume du fluide aspiré par un cycle de la pompe est Q2d- Justification : Q2e- Justification :

5 ANALYSE : Conseils d’utilisation Q3-

6 ANALYSE : Relations réel-modèle Q5- PE PM 1 PM 2 PM 3 PH

7 PE : PM 1 : ANALYSE : Relations réel-modèle Q6- PE PM 1 PM 2 PM 3 PH

8 PM 2 : PM 3 : ANALYSE : Relations réel-modèle Q6- PE PM 1 PM 2 PM 3 PH

9 PH : ANALYSE : Relations réel-modèle Q6- PE PM 1 PM 2 PM 3 PH

10 Q08- La puissance électrique PE = EXPERIMENTATION : Moteur PE PM 1 PM 2 PM 3 PH Q09- Le couple C = La vitesse angulaire  = Q10- Le rendement   = La puissance mécanique PM 1 =   C ; 

11 Réducteur PE PM 1 PM 2 PM 3 PH    = 0,9 Q11- La puissance mécanique PM 2 =

12 La pompe : La course du piston Q12 : L’expression littérale qui lie la course c du piston au rayon (distance 0A) de la manivelle est Q13 : OA = mm c = mm

13 La pompe : La cylindrée La cylindrée d’une pompe est le volume du fluide aspiré par un cycle de celle-ci lorsque le piston parcours la distance entre le point mort haut (piston en fin de course d'entrée) et le point mort bas (piston en fin de course de sortie). Rappels : - Volume aspirée du fluide = [(π x D²) / 4] x c - 1 m 3 = 10 9 mm 3 Q14- - D le diamètre du piston = - c la course totale du piston = Cylindrée = …………… mm 3 / cycle. Cylindrée = …………….... m 3 / cycle.

14 Q15 : Z roue = Z pignon =  [rd/s] du moteur = Durée d'un cycle de la pompe Formule littérale = Résultat = …………… s La pompe : Durée d’un cycle La roue qui a la fonction > BiellePiston Pignon piloté par le moteur Rappel : La durée d'un cycle de la pompe est égale à la durée d'un aller-retour du piston.

15 La pompe : Débit théorique Q16 : Qv th le débit volumique moyen théorique de la pompe Formule littérale = Résultat = Données : Cylindrée = …………….... m 3 / cycle. Durée d'un cycle de la pompe =

16 La pompe : Débit réel Q17 : Qv réel le débit volumique moyen réel de la pompe Résultat =

17 La pompe : Rendement volumique Rappel :  V = Qv réel / Qv th Le volume du fluide refoulé est inférieur au volume aspiré à cause des jeux au niveau du piston et des retards à la fermeture des clapets. Données : Qv th = …………….... m 3 / s. Qv réel = …………….... m 3 / s. Q18 :  V =

18 La pompe : Rendement mécanique   est le rendement mécanique de la pompe (l'ensemble manivelle- bielle-piston) est de 0,55 à cause des frottements. PM 2 PH   VV  V est rendement volumique de la pompe (le volume du fluide refoulé est inférieur au volume aspiré à cause des jeux au niveau du piston et des retards à la fermeture des clapets. Rappel :

19 Q19 : PH la puissance hydraulique moyenne maximale fournie par l'hydropulseur dentaire BRAUN MD16 La pompe : Puissance hydraulique PM 2 PH   VV Formule littérale = Résultat = Données :   = ……….  V = ………. PM 2 = ……………....

20 La pompe : Pression moyenne maximale Rappel : - PH [W] = Qv réel [m 3 / s] x p [Pascal] - PH : puissance hydraulique. - Qv réel: débit volumique réel. - p : pression. - 1 bar = 10 5 Pascals Données : PH = ………. Qv réel = ………. Q20 : La valeur de la pression moyenne maximale (actuelle) p 1. p 1. = ………………………………..bar

21 Q21 : n 1 le nombre (actuel) de pulsations par minute du fluide. La pompe : Fréquence des pulsations Le fluide est pulsé n 1 fois par minute Donnée : La durée d'un cycle de la pompe = ……….………. Formule littérale = Résultat =

22 Résolution de la problématique Un utilisateur souhaite accroître l’efficacité de l'hydropulseur dentaire BRAUN MD16 par l’augmentation de 10% du nombre maximum (actuel) de pulsations par minute du fluide et par l'augmentation de la pression moyenne maximale (actuelle) de 10% également. Après l'étude de la chaîne énergie de ce système, donner les caractéristiques permettant le choix (dans un catalogue) d'un moteur écologique satisfaisant le nouveau besoin (pour la puissance hydraulique maximale souhaitée, sa consommation énergétique ne dépasse pas 90% de celle du moteur actuel).

23 Résolution de la problématique Un utilisateur souhaite accroître l’efficacité de l'hydropulseur dentaire BRAUN MD16 par l’augmentation de 10% du nombre maximum (actuel) de pulsations par minute du fluide et par l'augmentation de la pression moyenne maximale (actuelle) de 10% également. Q22 : - n 2 nombre de pulsations par minute = - p 2 pression moyenne maximale = Données : n 1 le nombre (actuel) de pulsations par minute du fluide = p 1 la valeur de la pression moyenne maximale (actuelle) =

24 Résolution de la problématique Détermination de la nouvelle puissance hydraulique souhaitée Données n 2 nombre de pulsations par minute = p 2 pression moyenne maximale = Cylindrée = …………….... m3 / cycle.  V rendement volumique de la pompe = La nouvelle puissance hydraulique attendue PH = Calcul

25 Résolution de la problématique Détermination de la nouvelle puissance mécanique du moteur PM 1 PH = V = V =  = =  = = Données Calcul La nouvelle puissance mécanique du moteur. PM 1 =

26 Résolution de la problématique Détermination de la vitesse angulaire de rotation du nouveau moteur Calcul La vitesse angulaire du nouveau moteur en rd/s.  =  [rd/s] Rapport de réduction = Données n 2 nombre de pulsations par minute = ………..

27 Résolution de la problématique Détermination du nouveau couple moteur c Calcul Le nouveau couple moteur c =  = Données PM 1 =

28 Résolution de la problématique Détermination de la valeur minimale du rendement attendu du nouveau moteur   Calcul Le rendement du nouveau moteur   supérieur ou égal à Données PM 1 = PE x 90% =

29 Résolution de la problématique Détermination de la valeur de la tension nominale La valeur de la tension nominale du nouveau moteur = la tension maximale Umax fournie (au moteur) par la carte variateur de vitesse. Umax (mollette de puissance au maximum) = …………………………Volts Donc la tension nominale du nouveau moteur est de …….……………Volts