FORMULES de PHYSIQUE en MÉCANIQUE des FLUIDES

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-activité fluidique

Le mot ‘’activité’’ exprime une variation d’énergies ou structures.Pour les fuides, on étudie >>>

1-l'activité de concentration (ρc)

Equation de dimensions : L-3.M         Symbole ρ’a     

Unité S.I.+  le kg/m3    Unité pratique = le g /mm3 qui vaut 106 kg /m3 (ou 106 g / l)

c’est un cas particulier de masse volumique, concernant la plus petite masse d’un produit qui, dissoute dans un volume d’un constituant approprié, présente des qualités particulières

Par exemple, l’activité de concent[...]

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-adhérence pour les liquides

La notion d'adhérence (attraction entre molécules de corps différentsmet en cause deux grandeurs :

TENSION SUPERFICIELLE W't

(c'est une énergie surfacique à l’interface) qui régente l'adhérence entre un liquide et son corps contenant

 

MOUILLABILITÉ

C'est ce qui modifie l'adhérence des corps liquide-solide, en mettant en cause leurs qualités physico-chimiques

Quand une goutte de liquide (d’au moins 1 cm de diamètre) est en contact avec la surface d’un corps solide -dit substrat- elle pre[...]

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-aérodynamique

L'aérodynamisme est un cas particulier de la Mécanique des fluides, concernant les déplacements dans les gaz et plus précisément dans l'air.

 

FORCES d'AVANCEMENT d'un CORPS DANS un GAZ

La force résultante d'avancement (dite poussée) est donnée par le théorème du maître-couple

= (Sm.C.ρ’.v²) / 2

avec F(N)= force de poussée

Sm(m²)= maître-couple du mobile se déplaçant à une vitesse v(m/s)

ρ’(kg/m3)= masse volumique du gazdans lequel évolue ce mobile

Le coefficient C (non dimensionnel) d[...]

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-aéronautique

DONNEES GENERALES

Comme pour tous les déplacements, il y a 4 chapitres fondamentaux d'analyse en aéronautique :

-la sustentation (dévolue aux ailes et voilures) pouvant résulter de poussée statique (Archimède) ou active (aérodynamique >> la portance)

-la propulsion (dévolue à un moteur pouvant être thermique, réacteur, solaire, musculaire ou même d'inertie par lancement antérieur)

-la régulation -ou commandes- (dévolue aux volets d'ailes et organes de guidage)

-le freinage (freins à disque [...]

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-amortissement en milieu visqueux

Dans un fluide visqueux, le frottement est dit "de Stokes".L’amortissement est exponentiel (graphiquement, l’amplitude vibratoire est tangente --à chaque pseudo-période-- à 2 courbes décroissantes exponentielles symétriques à l’axe des temps)

 

Le coefficient de frottement visqueux  est le rapport  M* = F/ v

où v(m/s)= vitesse, Ff (N) est la force de frottement et M* le coefficient de frottement, qui a la dimension d’un débit-masse—(en kg/s)

 

Le coefficient (ou constante) d’amortissement[...]

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-avancement et fluides

AVANCEMENT DANS UN FLUIDE

-la vitesse d’avancement

C'est la vitesse de déplacement d'un corps baignant dans un fluide

-la résistance à l’avancement

c'est le nom donné à la force hydrodynamique dans un liquide ou à la force aérodynamique dans un gaz

Le déplacement d’une surface dans un fluide avec un certain angle d’attaque par rapport au vecteur vitesse du fluide rencontré, crée une aspiration (partie supérieure) et une dépression (partie inférieure).

La force créant ces variations de pre[...]

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-ballon aérien

Un ballon aérien est un récipient contenant un gaz plus léger que l'air

Synonyme >>> aérostat

Cas particulier dirigeable (ballon avec hélice motrice)

 

BALLONS FERMÉS

Leurs enveloppes sont en baudruche, caoutchouc, plastiques, toile, verre, etc....

Les ballons à enveloppe souple ont pour données principales:

-A l'équilibre ascensionnel :

c'est le principe d'Archimède >>> (poids du ballon = poids de l'air déplacé)

-la force ascensionnelle (portance) est F = ρ'.V.g

avec ρ'(kg/m3)= masse [...]

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-bulle

BULLE

Une bulle est un fluide inclus dans un autre fluide et l'isotropie du milieu lui donne une forme sphérique (pressions identiques)

Cas général

L'équilibre de la bulle dans son milieu d'évolution est donné par la loi de Laplace

pg  p= p+ 2W' / lr

avec pg(Pa)= pression gazeuse de la bulle

pv(Pa)= pression de vapeur saturante dans la bulle

pe(Pa)= pression du fluide extérieur à (immergeant) la bulle

lr(m)= rayon de la bulle

 

Cas d'une bulle de vapeur dans un liquide (Equation d[...]

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-capacité (volume)

La capacité volumique (ou même volumétrique)

est la contenance d'un récipient, c’est à dire le maxi qu’il peut recevoir—alors que le volume V est le contenu réel--

Les capacités sont exprimées en unités anciennes ou floues (litre, boisseau, setier, etc)

Exemples : --la capacité d’un trou noir est le volume qu’il peut engloutir

--le setier parisien est  une capacité qui valait 1,52.10-1 m3

Les volumes sont par contre exprimés en unités légales (m3 et sous ou sur-multiples)

-capacités anecdo[...]

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-capillarité

La capillarité est l'étude des comportements des liquides dans des tubes fins

A la surface de tels tubes, les forces d’adhésion (entre le contenant et le contenu -qui sont accolés-) forment un raccordement géométrique

Notion de ménisque >> le raccordement entre contenant et contenu a une forme de ménisque, c'est à dire une collerette dont la section droite est délimitée par 2 arcs de cercle sécants (ou 1 arc de cercle avec 2 de ses tangentes) en forme de croissant ou de quart d'as de carreau

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-cavitation

 

Une cavitation est créée quand le fluide d'un milieu est soumis à aspiration. Car la pression statique du liquide descend et peut devenir < tension de sa vapeur saturante.

Il se produit alors ébullition et apparition de bulles de vapeur qui vont créer une irrégularité de structure, dite cavitation

C’est un phénomène de collapse (effondrement ou implosion des bulles créées)

La forte vitesse du fluide entraîne un affaiblissement de la pression

 

CAS GÉNÉRAL

La cavitation intervient quand [...]

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