Mécanique des Fluides - Jean

Mécanique des Fluides
Exercices d’application

Mécanique des fluides
S 6 : Chaîne d’énergie
TD
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1ère année STS
Maintenance
Fluidique
Exercice 1
Soit une masse de 10 [kg] d’un liquide de  = 1350 [kg.m-3].
 Quel est son volume ?
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 Quelle est sa densité ?
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Exercice 2
Soit une chaudière à condensation. Le temps mis pour remplir en continu un seau de condensats de 315 [cl] est de
8 [min].
 Quel est le débit volumique des condensats ?
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Exercice 3
De l’air circule dans une conduite de 16 [cm] de diamètre extérieur (épaisseur de 0,5 [cm]) à la vitesse de v = 4,5
[m.s-1]. La masse volumique de l'air est de 1,2 [kg.m-3].
 Calculer le débit massique qm.
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Exercice 4
Une conduite en acier NF A 49145 (de dimensions 42,4 * 2,9 : diamètre extérieur * épaisseur) débite 7,2 [m3.h-1]
d'eau.
 À quelle vitesse moyenne circule le fluide ?
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Exercice 5
Un tuyau doit laisser passer 3600 [kg.h-1] d'eau à 90 [°C], à la vitesse de 0,7 [m.s-1]. La masse volumique de l'eau à
90 [°C] est de eau = 965,3 [kg.m-3].
 Quel diamètre doit avoir cette tuyauterie ?
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Statique des fluides
Exercice 6 - pression exercée au fond d’un réservoir -
Soit un récipient cylindrique de diamètre d dans lequel on verse trois
liquides non miscibles (mercure, huile et eau) :
HAB = 2 dm
Masse volumique de l’eau = 1000 kg/m3
HBC = 15 cm
Masse volumique de l’huile = 890 kg/m3
HCD = 100 mm
Masse volumique du mercure = 13550 kg/m3
Attention les hauteurs et les masses volumiques ne sont pas alignées.
hAB
hBC
hCD
A
B
C
D

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 En appliquant à plusieurs reprises l’Équation de la Statique, calculer la pression absolue exercée par tous
les fluides au point D, situé au fond du réservoir, de manière littérale puis numérique.
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 En déduire, de manière littérale puis numérique, la pression relative au point D.
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 Sachant que la force F exercée par les fluides sur le fond du réservoir est fonction de la pression relative
au point D situé fond du réservoir, calculer, de manière littérale puis numérique, cette force F.
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Exercice 7 – étude d’un vase d’expansion -
Une installation de chauffage comprend :
Une chaudière,
Un circulateur,
Un radiateur « équivalent » à
l’ensemble de l’installation,
Un vase d’expansion ouvert à la
pression atmosphérique,
Une soupape de sécurité S qui s’ouvre
pour une pression ajustable pAJ entre 0,5
et 6 Bar.
On arrête le circulateur et on constante
que le niveau de la surface libre de l’eau
dans la vase d’expansion (point A) se
trouve à h = 3,20 m au-dessus de la
soupape de sécurité S.
 Appliquez le principe fondamental de la statique entre S et A afin de déterminer pS la pression au point S.
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S
Local
Radiateur
int
θ
C
h
A
Vase d’expansion
Chaudière
By-pass
B
Patm
Eau chaude
Eau froide
Circulateur
Soupape de sécurité
Vanne
3 voies