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Mesures locales de la vitesse d’un fluide

| Réf : R2350 v4

Mesure de la viscosité - Principes généraux

Auteur(s) : Dominique DUPUIS

Date de publication : 10 mars 2008

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Mesure de la viscosité - Viscosimètres et rhéomètres

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RÉSUMÉ

La viscosité traduit l’aptitude d’un fluide à s’écouler. Dans de nombreux domaines, la viscosité représente une caractéristique importante et nécessaire, comme en métrologie des fluides, en peinture, dans l’agroalimentaire. Cet article retrace tout d’abord les définitions fondamentales de la viscosité afin de réintégrer ce phénomène dans son contexte. Dans le cas des aspects quantitatifs macroscopiques, les comportements et les modèles rhéologiques, les différents types d’écoulements élémentaires ou encore les grandeurs viscométriques mesurées sont étudiés. Pour ce qui est des aspects quantitatifs microscopiques, est analysée la viscosité des liquides micromoléculaires, des suspensions et des solutions de polymères.

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ABSTRACT

Viscosity refers to the capability of a fluid to flow. In numerous domains, viscosity is an important and necessary characteristic, such as in fluid metrology, painting and the agrifood sector. This article starts by mentioning the fundamental definitions of viscosity in order to present this phenomenon within its context. In the case of macroscopic quantitative aspects, the behavior of rheological behaviors and models, the different types of elementary flows as well as the viscometric quantities measured are studied. Concerning microscopic quantitative aspects, the viscosity of micromolecular liquids, suspensions and polymer solutions is analyzed.

Auteur(s)

Dominique DUPUIS : Professeur des universités, université de Haute-Alsace - Laboratoire de physique et mécanique textiles UMR 7189 CNRS/UHA

INTRODUCTION

La viscosité caractérise l'aptitude d'un fluide à s'écouler. La connaissance de la viscosité est fondamentale dans de nombreux domaines : en métrologie des fluides, que ceux-ci soient des gaz, des liquides ou des pâtes, dans l'emploi des peintures, dans celui des fluides vecteurs en thermique, dans la compréhension des phénomènes de lubrification, dans l'agroalimentaire, dans le transport des fluides, etc. Si la mesure de la viscosité sur échantillons peut servir au contrôle de fabrication, la mesure continue permet d'en surveiller et réguler le processus.

Toutefois, il importe, dès à présent, de mettre en garde le lecteur : une mesure ponctuelle de la viscosité est généralement insuffisante pour décrire à elle seule les propriétés d'un fluide en écoulement ; dans ce qui suit, d'autres grandeurs rhéologiques seront définies.

Définition d'un fluide et limitations du sujet : selon le Dictionnaire de rhéologie [8], un fluide est un corps qui ne peut rester en équilibre que lorsque l'état de contrainte imposé est caractérisé par un tenseur isotrope ; au contraire, si le déviateur du tenseur (appelé déviateur des contraintes) n'est pas nul, le corps se déforme indéfiniment. Autrement dit, le fluide est un corps susceptible de se déformer indéfiniment dès lors que la résultante des forces appliquées n'est pas nulle.

Cette définition est très générale et ce sont les liquides et pâtes fluides qui sont particulièrement envisagés dans le présent article.

Le lecteur se reportera utilement, pour les concepts fondamentaux, aux articles « Mécanique des fluides » [A 1 870] et « Fluides non newtoniens » [A 710].

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VERSIONS

Il existe des versions antérieures de cet article :

Version archivée 1 de oct. 1982 par Claude WOLFF
Version archivée 3 de oct. 1994 par Claude WOLFF, Dominique DUPUIS

PERMALIEN

https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/mesures-analyses-th1/metrologie-relative-aux-fluides-vitesses-et-debits-42402210/mesure-de-la-viscosite-r2350/

RÉFÉRENCE BIBLIOGRAPHIQUE

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - DÉFINITIONS FONDAMENTALES

1.1 - Définition newtonienne de la viscosité de cisaillement
1.2 - Unités
1.3 - Viscosité en tant que phénomène de transport
1.4 - Viscosité en tant que phénomène dissipatif
1.5 - Principaux paramètres dont dépend la viscosité des liquides et des pâtes

2 - ASPECTS QUANTITATIFS MACROSCOPIQUES

2.1 - Comportements rhéologiques
2.2 - Modèles rhéologiques
2.3 - Différents types d'écoulements élémentaires
2.4 - Grandeurs viscométriques mesurées

3 - ASPECTS QUANTITATIFS MICROSCOPIQUES

3.1 - Viscosité des liquides micromoléculaires et des mélanges de liquides micromoléculaires miscibles
3.2 - Viscosité des suspensions

$Viscosité en fonction de la fraction volumique d'après le modèle de Krieger-Dougherty$
3.3 - Viscosité des solutions de polymères

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