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géneralité sur le mecanique de fluide

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géneralité sur le mecanique de fluide

  1. 1. merabti.soufiane1@gmail.com S.MERABTI 1 INTRODUCTION. L'utilisation des milieux fluides est très courante dans les réalisation industrielles. Leur transport, dans des réservoirs ou des canalisations, constitue la principale préoccupation lorsque ces corps sont des matières premières comme l'eau, le pétrole, le gaz naturel ... Ils servent également à véhiculer l'énergie qu'ils accumulent sous forme de pression ou de vitesse (centrale hydroélectrique, vérins, moteurs hydrauliques ou pneumatiques). L'omniprésence des milieux fluides justifie l'étude de leur comportement. DÉFINITION D'UN FLUIDE. Un corps fluide se différencie d'un corps solide par son aptitude à la déformation. Dans un milieu fluide , les interactions entre les molécules sont faibles; ce qui autorise une déformation. Un corps fluide adopte ainsi la forme du réservoir qui le contient. DÉFINITIONS Fluide incompressible. Un fluide est dit incompressible lorsque que le volume occupé par une masse donnée ne varie pas en fonction de la pression extérieure. La masse volumique ρ (kg/m3) est constante (eau , huile ...). Fluide compressible Un fluide est dit compressible lorsque que le volume occupé par une masse donnée varie en fonction de la pression extérieure. La masse volumique ρ est variable. Les gaz sont des fluides compressibles. Fluide parfait Dans un fluide parfait, les forces de contacts sont perpendiculaires aux éléments de surfaces sur lesquelles elles s'exercent.
  2. 2. merabti.soufiane1@gmail.com S.MERABTI 2 Fluide réel Dans un fluide réel, il existe des forces (tangentielles) élémentaires qui s'opposent au mouvement. C'est ce que l'on appelle la viscosité. Nota: Un fluide réel au repos, peut être considéré comme parfait. Propriétés physiques Les principales propriétés physiques des fluides sont la masse volumique ou masse par unité de volume et la viscosité qui mesure la résistance du fluide au changement de forme. Fluides newtoniens et non newtoniens Les fluides sont classés selon la variation de leur viscosité en fonction de la contrainte exercée à une température donnée. On parle de fluide newtonien lorsque la viscosité reste constante quand la contrainte varie, l'eau est un fluide newtonien. En revanche, le fluide est non newtonien si la viscosité varie lorsque la contrainte varie, la pâte de dentifrice, la boue liquide ou le yaourt sont des fluides non newtoniens. Les grands principes de la mécanique des fluides Régimes d'écoulement Un écoulement est caractérisé par son régime. Il est laminaire lorsqu'à un instant "t", tous les vecteurs de vitesse du fluide sont parallèles et égaux. Le régime est turbulent dans le cas contraire (vecteurs vitesses de direction et de normes différents). Le nombre de Reynolds qui définit un régime d'écoulement varie de façon inversement proportionnelle à la viscosité et proportionnelle au diamètre de la section du tube où a lieu l'écoulement. Loi de Bernoulli Pour un fluide parfait (force de frottement sur les parois nulles) dans un tube de petite section, il y a conservation de l'énergie en tout point du tube. Cette loi explique que, dans le cas d'une restriction dans un tube, pour maintenir un débit constant, c'est la vitesse qui augmente au niveau de la restriction.
  3. 3. merabti.soufiane1@gmail.com S.MERABTI 3 Les applications de la mécanique des fluides Ingénierie La mécanique des fluides fait partie des sciences de l'ingénieur qui pourra évaluer, prédire ou expliquer le comportement d'un fluide dans un circuit ou dans un environnement en fonction des conditions de fonctionnement. Il pourra calculer un appareil et dimensionner un équipement (calcul d'une pompe ou d'un venturi par exemple). Domaines Cela concerne donc tous les domaines industriels et scientifiques où on utilise de l'eau, un liquide organique quelconque ou un gaz. On peut imaginer facilement l'énorme étendue des secteurs utilisant la mécanique des fluides. Ainsi, des secteurs comme les centrales nucléaires, les industries chimiques et alimentaires, l'aéronautique, la géologie, la météorologie, etc. vont faire appel à la mécanique des fluides.
  4. 4. merabti.soufiane1@gmail.com S.MERABTI 4 TP: calcule le débit volumique d’un écoulement 1. But de TP :  Mesure de débit. 2. Mesure des débits et des vitesses : 2.1. Généralités : Le débit (Q) est égal à volume / Temps et aussi égal à : vitesse x surface Q = V/T = V.S La répartition de la pression sur la paroi s’appelle l’épure de pression. P=pgh (avec P : pression absolue). La force de pression applique sur une surface plan vertical est donné par : Fp =1/2 pgh (HG =1/2h : hauteur du centre de gravité de la surface).
  5. 5. merabti.soufiane1@gmail.com S.MERABTI 5 Légende :  Réservoir  vidange  conduite de refoulement  tube horizontal (calcul la vitesse)  vanna  chronomètre 3. Besoin matériel : la règle, un chronomètre 4. mode opératoire : a) Initialiser le chronomètre b) Enclencher la pompe c) Dés que le régime normal est établit, fermer la vidange d) Après un certain temps T, stopper la pompe e) Mesurer le volume d'eau dans le réservoir 5. Résultat : h1=600mm T1= 24” h2=700mm T2 = 32” h3=800mm T3 = 44” On calcule le débit volumique : V1 = 25 mm3/s V2 = 21.875 mm3/s V3 = 18.18 mm3/s

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