FLUIDE (définition)

-fluide (définition)

 

Un fluide est un corps non solide, qui se déforme sous l’action de forces, même très faibles.

 

GENERALITES

 

-les notions de mécanique des fluides s’appliquent aussi à 2 liquides non miscibles et à l’ensemble (gaz + liquide), non miscibles

 

-un fluide parfait est non visqueux (écoulement sans frottement, donc de viscosité dynamique η nulle)

 

-la fluidique est l’étude de l’interaction entre des jets de fluides

 

-cas de 2 jets convergents perpendiculaires entre eux (sans pièces mobiles):

 

tgθ = Q’/ Q’2

 

avec Q’(kg-m/s)= quantités de mouvement des 2 jets

 

θ(sr)= angle entre la direction du jet résultant et celle du 1° jet initial

 

-le flux fluidique  est synonyme de débit de fluide ou débit-volume (c'est l’écoulement d’un volume de fluide en un certain temps)

 

Equation aux dimensions  : L3.T-1       Symbole de désignation : Q        

 

Unité S.I.+ : m3 / s

 

GENRES de FLUIDES (chapitre de rhéologie)

 

-un fluide est dit newtonien

 

si la viscosité dynamique ne dépend pas des contraintes qu'on applique au fluide (indépendante des pression, malaxage, cisaillement...) Les déformations restent proportionnelles aux contraintes

 

La viscosité dyn. reste cependant soumise à (dépendante de) la température

 

Exemple de ces matériaux newtoniens >>> air, eau, sirops naturels...

 

Pour un fluide newtonien incompressible, isotrope et en écoulement conservatif,

l'équation de la dynamique devient l'équation de Navier-Stokes :

 

ρ'.dv / dt = / V - grad.p + η.Δ.v

 

avec p(P)= pression

 

F(N)= forces extérieures

 

t(s)= temps

 

ρ'(kg/m3)= masse volumique et V(m3)= volume

 

η(pl ou Pa-s)= viscosité dynamique

 

Δ = Laplacien de la vitesse v

 

-un fluide est dit non-newtonien si sa viscosite dynamique est variable quand le fluide subit des contraintes (pression, malaxage, cisaillement...)

 

Ce qui veut aussi dire que sa vitesse de déformation n'est pas proportionnelle à la force qu'on lui applique. On distingue plusieurs types de fluides non-newtoniens >>>

 

1--le fluide est thixotropique quand il devient moins visqueux dès qu'on augmente un peu la pression (ex: le yaourt se liquéfie quand on tourne, un gel ou des colloïdes deviennent plus liquides pour un temps, des liaisons synoviales se libèrent, etc...)

 

2--le fluide est antithixotropique (ou rhéopexique) quand sa viscosité augmente vite dès qu'on augmente un peu la contrainte de pression ou de cisaillement, mais ce n'est pas durable (ex: le blanc d'oeuf durcit si fouetté)

 

3--le fluide est rhéoépaississant quand sa viscosité augmente vite dès qu'on

 

augmente un peu la pression (ex: le sable mouillé qui se déforme peu si on lui applique une grosse force -claque- mais qui se déforme beaucoup, sous une faible force -malaxage-)

 

4--le fluide est rhéofluidifiant quand sa viscosité diminue vite dès qu'on

 

augmente un peu la pression (ex: la lave, le sang, le vernis...)

 

5—le fluide est à seuil (ou de Bingham)

 

quand il devient trop visqueux (solidifié) sous contrainte, mais redevient fluide (élastique) quand ensuite elle cesse

 

-un fluide incompressible  est de masse volumique constante; il a une équation de continuité réduite en   div(ρ' v) = 0   ρ' est la masse volumique et v la vitesse

 

 

 

LIQUIDE

 

Il peut être pâteux, mais il a une masse déterminée, limitée dans un volume de forme indéterminée (les molécules constitutives sont proches, donc interagissent gravifiquement, pour la cohésion)

 

Voir les caractéristiques des liquides aux chapitres (capacité, capillarité, hydrostatique, pression....)

 

GAZ

 

Un gaz a une masse déterminée, extensible dans l’espace offert et donc n’a pas de volume propre (dans un gaz parfait, les molécules constitutives n’interagissent pas) Voir les caractéristiques des gaz section Thermodynamique (gaz parfaits et réels) et section Mécanique des fluides (aérodynamique, compressibilité, écoulements, plasmas, pression, volume, vents....)

s....)

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