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SV
1ère année

Mécanique des fluides

Physique

Definition

Fluide
Un fluide correspond à un état de la matière dans lequel les molécules sont faiblement liées, continu, déformable sans rigidité. Il n’a pas de forme propre et prend celle du contenant. On distingue les liquides et les gaz caractérisés par : - différences d’ordre de grandeur de la masse volumique, de la densité particulaire (~103 fois plus grandes pour les liquide). Pour les gaz: • La compressibilité est élevée (masse volumique qui varie) • Les molécules occupent tout l’espace de leur enceinte Pour les liquides : - Les molécules occupent un volume indépendant de celui du récipient - La compressibilité est faible (pour la suite du cours on considèrera les liquides comme incompressibles)

Pression : P=f/S


Si C est le nombre de particule de masse m par unité de volume la pression d’un gaz parfait :

A retenir :

Théorème de Bernoulli_Hypothèses 1/ le mouvement est permanent (donc le débit de fluide est constant en fonction du temps), 2/ le fluide est parfait (dépourvu de frottement contre les parois du conduit et entre les divers éléments de volume du liquide), 3/ le fluide est incompressible (donc ne subit pas de variation de masse volumique). Conséquences 1/ Conséquence de l’hypothèse de calcul Le résultat est prouvé pour un tube de courant, on peut l’étendre aux tubes voisins donc à l’ensemble de la canalisation 2/ Loi de la statique Si v = 0, le théorème devient : ?? g ?z + P = constante c’est la loi de Pascal. 3/ Pression latérale et pression terminale La pression en un point dépend de la vitesse du fluide à une altitude donnée (plus v est grand plus P est petite). (Voire TD tube de PITOT et VENTURY)
Les différents régimes d'écoulement : nb de Reynolds Suivant le fluide (masse volumique et viscosité) et la vitesse d’écoulement soit : - les tubes de courant restent parallèles, on dit que le régime d’écoulement est laminaire. - les tubes de courant ne restent plus parallèles, on dit que le régime d’écoulement est turbulent. Dans une conduite circulaire: si Re
Perte de charge • La pression d’un liquide réel diminue tout au long d’une canalisation dans laquelle il s’écoule, même si elle est horizontale et de section uniforme, contrairement au théorème de Bernoulli. • La pression d’un fluide réel diminue après le passage à travers un coude, une vanne ou un rétrécissement. Conclusion • Un fluide réel, en mouvement, subit des pertes d’énergie ou de charge dues aux frottements sur les parois de la canalisation (pertes de charge systématiques) ou sur les « accidents » de parcours (pertes de charge singulières).
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Mécanique des fluides

Physique

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Fluide
Un fluide correspond à un état de la matière dans lequel les molécules sont faiblement liées, continu, déformable sans rigidité. Il n’a pas de forme propre et prend celle du contenant. On distingue les liquides et les gaz caractérisés par : - différences d’ordre de grandeur de la masse volumique, de la densité particulaire (~103 fois plus grandes pour les liquide). Pour les gaz: • La compressibilité est élevée (masse volumique qui varie) • Les molécules occupent tout l’espace de leur enceinte Pour les liquides : - Les molécules occupent un volume indépendant de celui du récipient - La compressibilité est faible (pour la suite du cours on considèrera les liquides comme incompressibles)

Pression : P=f/S


Si C est le nombre de particule de masse m par unité de volume la pression d’un gaz parfait :

A retenir :

Théorème de Bernoulli_Hypothèses 1/ le mouvement est permanent (donc le débit de fluide est constant en fonction du temps), 2/ le fluide est parfait (dépourvu de frottement contre les parois du conduit et entre les divers éléments de volume du liquide), 3/ le fluide est incompressible (donc ne subit pas de variation de masse volumique). Conséquences 1/ Conséquence de l’hypothèse de calcul Le résultat est prouvé pour un tube de courant, on peut l’étendre aux tubes voisins donc à l’ensemble de la canalisation 2/ Loi de la statique Si v = 0, le théorème devient : ?? g ?z + P = constante c’est la loi de Pascal. 3/ Pression latérale et pression terminale La pression en un point dépend de la vitesse du fluide à une altitude donnée (plus v est grand plus P est petite). (Voire TD tube de PITOT et VENTURY)
Les différents régimes d'écoulement : nb de Reynolds Suivant le fluide (masse volumique et viscosité) et la vitesse d’écoulement soit : - les tubes de courant restent parallèles, on dit que le régime d’écoulement est laminaire. - les tubes de courant ne restent plus parallèles, on dit que le régime d’écoulement est turbulent. Dans une conduite circulaire: si Re
Perte de charge • La pression d’un liquide réel diminue tout au long d’une canalisation dans laquelle il s’écoule, même si elle est horizontale et de section uniforme, contrairement au théorème de Bernoulli. • La pression d’un fluide réel diminue après le passage à travers un coude, une vanne ou un rétrécissement. Conclusion • Un fluide réel, en mouvement, subit des pertes d’énergie ou de charge dues aux frottements sur les parois de la canalisation (pertes de charge systématiques) ou sur les « accidents » de parcours (pertes de charge singulières).
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