MEC24B
Denis C D ROUX
M´ecanique des fluides et des solides
2012
Solution:
−−→
F=−ρq−→
V+ρq1
−→
V1+ρq2
−→
V2
Question5 (1 point)
D´eterminer les d´ebits q1et q2en fonction des param`etres α, q, ρ et V.
Solution:
En projetant l’´equation vectorielle du th´eor`eme de la quantit´e de mouvement sur l’axe −→
i
on obtient : q1=q
2(1 + cos(α)) et q2=q
2(1 −cos(α))
Question6 (1 point)
D´eterminer l’expression de la force Fen fonction de ρ,q,Vet l’angle α.
Solution:
F=ρ q V sin(α)
Question7 (2 points)
Le diam`etre interne du tuyau est de 20 millim`etres et le d´ebit de la pompe est de 2500 litres
par heure. Sachant que α= 15◦, d´eterminer : q1,q2et F.
Solution:
q≃0.7 10−3m3/s ;q1≃1.4 10−3m3/s ;q2≃0.24 10−6m3/s ;V=q/s ≃2.2m/s et
F= 0.4N
Analyse dimensionnelle
Un fluide de viscosit´e µ, que l’on souhaite d´eterminer, s’´ecoule dans une conduite cylindrique
de diam`etre Davec un d´ebit constant Q. Entre deux points Eet Ss´epar´es d’une distance L,
des capteurs de pression permettent de mesurer la diff´erence de pression ∆P=PE−PS.
Question1 (1 point)
Donner le nombre de param`etres a-dimensionnels du probl`eme (C’est une question de
cours).
Solution:
N+ 1 = 5 et r= 3 donc N+ 1 −r= 2
Question2 (1 point)
Montrer que l’on peut former deux nombres a-dimensionnels π1et π2L’un donnant le d´ebit
et l’autre une a-dimensionnalisation des longueurs. Pour cela, on utilisera la m´ethode de
Lord Rayleigh en posant : (∆P)bLcDd(µ)e=Qa.
Solution:
Qa(∆P)bLcDd(µ)e= 10, ce qui donne avec a= 0 : Π1=L/D et avec a= 1 : π2=
QLµ/(∆P)D4
Question3 (2 points)
La mesure de la diff´erence de pression entre les deux points distants de 20 centim`etres est
´egale `a 2 bars. Le diam`etre int´erieur de la conduite cylindrique est de 4 millim`etres et le
d´ebit mesur´e `a l’aide d’une balance est ´egal `a 38 grammes par minutes. Donner la valeur
de la viscosit´e du produit Newtonien s’´ecoulant dans la conduite sachant que le nombre
a-dimensionnel π1=π/128.
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