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18 January 2015
vendredi 23 janvier
24 01 2015
- 10h13-12h : Corrigés d’exercices de mécanique des fluides
- Exercice 4 : Vortex de vidange
Le calcul du rotationnel est effectué :
- directement avec l’expression cartésienne
- application de la forme locale du théorème de Stokes
(circulation calculée sur un contour infinitésimal autour d’un point)
- Exercice 7 : Fluide parfait dans un embranchement symétrique horizontal puis vertical
BERNOULLI + conservation de débit volumique
- Exercice 9 : Pertes de charge (à terminer en temps libre)
- 13h30-17h30 : Séance de TP de mécanique des fluides (sur ordi)
Première partie (1 heure) : utilisation d’un CD Multimedia Fluid Mechanics (en VF)
pour illustrer :
- Vorticité
- Nombre de Reynolds
- Coefficient de Trainée
- Régimes
- Couche limite
Deuxième partie (1 heure) : Estimation des pertes de charges dans divers réseaux
- exemple 1 : (illustré par l’exercice 12 du TD 10 : Barrage-Conduite-Turbine)
- exemple 2 : Détermination du point de fonctionnement d’une pompe (illustrée par une situation pratique : peu de dénivellé(variable) mais beaucoup de distance du lieu de pompage au réservoir de refoulement)
Travaux en cours : Lecture de la dernière approche documentaire du chapitre + recherches perso sur internet sur les sujets suivants :
-Tomographie LASER PIV
- Anémométrie DOPPLER
-Débitmètre électromagnétique
(pour mercredi)
Réécriture de l’interro sur les approches documentaires en temps libre pour mercredi
+ DM6 : exercices du TD 10 pour le lundi 2 février
Mercredi 21 janvier
22 01 2015
- 13h-14h30 : Fin du chapitre Méca Flu
Fluides visqueux : type d’écoulements : rampants (linéaires) , laminaires, transition laminaire turbulente, turbulents.
Définition de couche limite. Nombre de Reynolds.
Fluide Newtonien : viscosité dynamique d’un fluide (grandeur, unité, ordres de grandeur)
viscosité cinématique d’un fluide (définition, unité, ordres de grandeur)
(on signale au passage les écritures volumiques du PDF des fluides : Euler puis Navier-Stokes)
Forces de trainée : coefficient de trainée.
Cas particuliers des écoulements rampants (Stokes) et des écoulements turbulents (Cx indépendant de Re)
Allure de courbes Cx(Re) (cylindre en particulier)
BERNOULLI généralisé aux écoulements de fluides réels :
Retour sur le bilan d’énergie sous toutes ses formes
Distinction des forces de viscosité à la surface et à l’intérieur du système.
Définition de la perte de charge à partir de la perte d’énergie due aux forces de viscosité
Pertes de charge en unité de pression puis en unité de hauteur pour un fluide incompressible-homogène de masse volumique donnée
Coefficient de pertes de charge
Utilisation de l’abaque de MOODY avec la rugosité relative (formules de Blasius, ColeBrook signalées sur le document Moody)
Application avec toute la classe à un exemple de tuyau très court et très lisse : vidange de machine à laver.
Pertes singulières (exemples)
- 14h30-15h : Corrigé de l’exercice 3 : allure d’écoulements (expression de champs des vitesses compatible avec les hypothèses, rôle de la viscosité sur les écoulements réels)
Travail en cours : chercher les exercices 4,5,7,8,9 pour correction en classe vendredi 23 janvier
DM6 de méca flu pour le 2 février.
Lundi 19 janvier
20 01 2015
- 8h-8h45 : interrogation écrite de type « Approche documentaire » basée sur les deux documents ressources :
- Tricentenaire de l’expérience des Liqueurs de Pascal (article de Charles Brunhold dans la « Revue d’Histoire des Sciences » 1949)
- Résumés de notions sur les écoulements laminaires, turbulents (Reynolds, couche limite, trainée, sillage...) (manuels de physique de PT,PT*)
Conservation de débit :
- de masse en régime stationnaire
- de volume en écoulement incompressible
Expression générale de bilans sur un système ouvert à une entrée et une sortie
Bilan de masse
Bilan de volume
Formulation locale des bilans : forme locale générale puis application aux bilans de masse et de volume.
Premier principe appliqué aux systèmes ouverts
Cas des fluides parfaits en écoulement incompressible-homogène et stationnaire
Cas encore plus particulier : pas de puissance thermique ni de puissance des parties mobiles échangées à la frontière du système : RELATION DE BERNOULLI
Remarque sur le découplage thermo-mécanique dans le cas du fluide parfait
Démonstration « officielle » purement mécanique par le théorème de la puissance cinétique
Cas des fluides visqueux
- 11h30-12h : Analyse qualitative d’écoulements à la limite du laminaire (lignes de courant, conditions aux limites de l’obstacle, changement de référentiel, caractère rotationnel, caractère incompressible...) (exercice 1 du TD 10)
- 15h-17h : Seizième séance de TIPE + passages ADS sujet 5 : Carburation par diffusion
Travaux en cours : chercher les exercices pour mercredi et vendredi :
TD10 : 3,4 pour mercredi 21 et 5,7,8,9 pour vendredi 23 matin
DM6 : exercice 6 du TD 9 (aérostat) + exercices 2,6,11 et 12 du TD10 à rendre le lundi 2 février.
Physique PT