CONNAISSANCE DE LA MECANIQUE DES FLUIDES

Définition et propriétés 

Un fluide est un milieu continu, déformable sous l’effet d’un effort de cisaillement quel que soit la grandeur de cet effort. Un fluide est composé de liquides et de gaz

Propriétés communes entre liquides et gaz Isotropie

Identité des propriétés dans toutes les directions Mobilité : Tous les fluides adaptent la forme du récipient qui les contient. Viscosité : Propriété de s’opposer au mouvement . Compressibilité : Variation de volume d’un fluide avec la pression et ou la température. En général les liquides sont peu ou pas compressibles,les gaz par contre sont compressibles 

Différence entre un liquide et un gaz

les liquides ne sont pas expansibles avec tandis que les gaz occupent tout le volume disponible. b- La loi de variation de la viscosité avec la température n’est pas la même : pour les gaz la viscosité croit avec la température et pour les liquides elle décroît avec celle-ci. c- Ou adrent souvent l’incompressibilité des liquides du moins aux pressions habituelles. 

Masse volumique

Masse de l’unité de volume 3 /m kg V M 

Densité liquide  référence liquide    gaz  référence gaz    Pour les liquides : la référence est l’eau à la même t° Pour les gaz : la référence est l’air à la même t°  2-1-3 Pois spécifique Pois de l’unité de volume 3 /m gN   avec g : pesanteur 3 / 1000 m kg eau   3 / 9810 m N eau   

Volume spécifique

: Vs = Module17: Connaissance de la mécanique des fluides  1 volume occupé par l’unité de masse 3- Propriétés Physiques :

La viscosité

La viscosité est la propriété d’un fluide de s’opposer par des efforts tangentiels en déplacement qu’on lui imprime ( dans l’action de contact des molécules la pression représente l’effort normal et la viscosité correspond à l’effort tangentiel ) La viscosité se rapproche beaucoup de l’action de frottement.,à la différence de la pression normale qui se manifeste même si le fluide est au repos ,le frottement tangentiel n’apparaît que lorsque le fluide est en mouvement . La force visqueuse ne prend missive qu’avec le mut et s’émule lorsque celui-ci s ‘arrête.

Expérience de NEWTON

Liquide à surface libre de profondeur fisc e à un fond fixe  Soit une feuille de surface A à la surface du liquide, soumise à la force F. Entirent la feuille et en mesurant la vitesse de déplacement de chaque couche, on constite qu’en descendant vers le fond la vitesse diminue. On suppose que la vitesse se réduit d’une façon limer ire :quand la profondeur e est très petite la courbe de vitesse est assimiler à une droite. triangle semblable u(y ) = e y v  dy du = e v = cte 

Expérience de Newton (suite)

De plus Newton prouve que la vitesse  de la feuille (vitesse d’entraînement) était proportionnelle à Fx e/A.  La contrainte de cisaillement à la surface est  à la hauteur y :    du   e v   A F d’après la loi de Newton dy  est la viscosité dynamique  Il en découle que la contrainte de cisaillement et proportionnelle à un gradient de vitesse. 

Si la vitesse varie il y a cisaillement et par conséquent un écoulement avec girdient de vitesse. du  Les fluides Newtoniens suivent la loi  = Si  =0   = 0 alors le fluide  est un repos dy ou à vitesse constante Les fluides par faits ont une viscosité nulle. L’unité de mesure de  dans le système international est le : pas ou N.s/m2 ou la poise = dyne.s/m2 dans le système CGS 2.2.2 Viscosité cinématique dans un grand nombre de problèmes, la viscosité dynamique n’intervient pas seule mais sous la forme     m2/ s stoch = 1 cm2/s c’est la viscosité cinématique pour l’eau à 20° c  = 10-6 m2/ s = 0.01 st pour l’air à 20° c  = 0.15 st : l’air est 15 fois plus visqueux que l’eau