Article

1 - DÉFINITIONS RELATIVES À UN FLUIDE

2 - VISCOSITÉ

  • 2.1 - Mise en évidence expérimentale
  • 2.2 - Interprétation physique de la viscosité
  • 2.3 - Généralisation. Fluides newtoniens
  • 2.4 - Viscosité cinématique
  • 2.5 - Variation de la viscosité avec la pression et la température
  • 2.6 - Fluides non-newtonien
  • 2.7 - Autres définitions de la viscosité

3 - CINÉMATIQUE DE L'ÉCOULEMENT D'UN FLUIDE

  • 3.1 - Définitions
  • 3.2 - Dérivée particulaire

4 - MOUVEMENT D'UN ÉLÉMENT DE VOLUME DE FLUIDE

5 - ÉCOULEMENTS IRROTATIONNELS

  • 5.1 - Exemples d'écoulement
  • 5.2 - Existence d'un potentiel de vitesse dans un écoulement irrotationnel
  • 5.3 - Surfaces équipotentielles et lignes de courant
  • 5.4 - Écoulement potentiel à circulation
  • 5.5 - Écoulement plan. Fonction de courant
  • 5.6 - Propriété de la fonction de courant

6 - MÉTHODE DE RÉSOLUTION DES PROBLÈMES D'ÉCOULEMENTS

Article de référence | Réf : BE8151 v2

Écoulement des fluides - Étude physique et cinématique

Auteur(s) : André LALLEMAND

Relu et validé le 04 janv. 2020

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RÉSUMÉ

Cet article redéfini la viscosité, ses évolutions avec la pression et la température selon le type de fluide (gaz ou liquide, newtonien ou non-newtonien) sont à l'étude. Il décrit les deux types d'analyse, lagrangienne ou eulérienne, le mouvement d'une particule fluide et particulièrement sa déformation au cours de l'écoulement sont considérés. Enfin, une étude des écoulements plans irrotationnels est présentée

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ABSTRACT

Fluid mechanics physical characterisics and kinematic

In this paper, we define viscosity and its variation with pressure and temperature according to the fluid: gas or liquid, Newtonian or non-Newtonian. The Eulerian and Lagrangian flow descriptions are presented. We then consider the motion of a fluid particle and in particular its deformation during flow. Finally, a study of irrotational flow is presented.

Auteur(s)

  • André LALLEMAND : Ingénieur, Docteur ès sciences - Professeur émérite des universités - Ancien directeur du département de génie énergétique de l'INSA de Lyon -

INTRODUCTION

Les fluides sont les systèmes thermodynamiques de base de l'énergéticien, que ce soit dans les machines – moteurs de tous types ou machines frigorifiques et pompes à chaleur – ou dans les processus d'échanges ou de production de chaleur – échangeurs thermiques, chaudières, fours, etc. Il est, de ce fait, important de connaître les propriétés des fluides et, particulièrement, celle qui est spécifique à leur écoulement : la viscosité. Lorsque celle-ci est faible, on a l'habitude de la négliger, le fluide est alors considéré comme parfait. Dans le cas contraire, elle peut traduire des comportements fort différents d'un fluide à un autre. On distingue, de ce point de vue : les fluides newtoniens et les fluides non newtoniens. Pour les premiers, les forces de viscosité sont proportionnelles aux vitesses de déformations. La relation est plus complexe pour les seconds.

La vitesse de déformation est aussi un élément à prendre en compte dans la cinématique des fluides. En effet, alors que pour un solide, le mouvement est composé d'une translation et d'une rotation, il faut ajouter la déformation dans le cas d'un liquide. Cette adjonction est responsable d'une certaine complexité de la cinématique des fluides vis-à-vis de celle des solides indéformables. Cette complexité est encore renforcée par les concepts soit lagrangien, soit eulérien du traitement des problèmes liés aux écoulements des fluides.

Il existe cependant un cas particulier d'écoulements dans lequel la cinématique devient plus simple, c'est celui des écoulements sans rotation, dits irrotationnels. Dans ces écoulements, dont le traitement mathématique est simplifié, la viscosité du fluide n'a plus d'effet. Cette conséquence les rend extrêmement intéressants sur le plan énergétique.

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KEYWORDS

viscosity   |   newtonian fluid   |   irrotationnal flow

VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-be8151


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - PADET (J.) -   Fluides en écoulement.  -  Masson, Paris 1991.

  • (2) - GUYON (E.), HULIN (J.-P.), PETIT (L.) -   Hydrodynamique Physique.  -  CNRS Éditions, Paris 1991.

  • (3) - FOX (R.W.), MCDONALD (A.T.) -   Introduction to Fluid Mechanics.  -  Whiley, New-York 1992.

  • (4) - LAGIERE (M.) -   Physique industrielle des fluides.  -  Éditions Technip, Paris 1996.

  • (5) - MUNSON (B.R.), YOUNG (D.F.), OKIISHI (T.H.) -   Fundamentals of Fluid Mechanics.  -  Whiley, New-York 1998.

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  • ...

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