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Article de référence | Réf : K479 v1

Méthodes d’estimation de la viscosité des liquides
Viscosité - Méthodes d’estimation pour les fluides

Auteur(s) : Bernard LE NEINDRE

Date de publication : 10 mai 2005

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RÉSUMÉ

Cet article est dédié aux méthodes d’estimation de la viscosité à pression atmosphérique, tout d’abord ceux des gaz, puis ceux des liquides. Autant il existe une base théorique pour l'évaluation de la viscosité des gaz, et donc à disposition des méthodes fiables, autant toutes les méthodes d’évaluation restent empiriques, donc peu précises, pour les fluides. Il est donc conseillé dans le cas des liquides de se référer à des données existantes ou bien de réaliser des mesures expérimentales.

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Auteur(s)

  • Bernard LE NEINDRE : Docteur ès sciences - Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS)

INTRODUCTION

L’article précédent Viscosité- Définitions et dispositifs de mesure a présenté les principales définitions et unités de viscosité nécessaires aux ingénieurs qui doivent déterminer la viscosité des fluides dans le cadre de leurs fonctions.

Il propose aussi les différents types de viscosimètres aussi que les étalons nécessaires pour l’industrie.

Cet article [K 479], qui lui fait suite, présente les diverses méthodes d’estimation de la viscosité des fluides à pression atmosphérique. Il est complété par un formulaire Viscosité- Gaz à la pression atmosphérique fournissant les données numériques concernant les gaz inorganiques, les gaz organiques, les liquides inorganiques et organiques à la pression atmosphérique.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-k479


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2. Méthodes d’estimation de la viscosité des liquides

Il n’y a aucune base théorique comparable à celle des gaz pour estimer la viscosité des liquides ; toutes les méthodes d’évaluation sont empiriques et ne se sont pas avérées être très précises. Aussi, pour connaître la viscosité d’un liquide, il est préférable de faire appel à des compilations de données ou, mieux, d’effectuer des mesures expérimentales. Les viscosités des liquides sont toujours plus élevées que celles des gaz à la même température, sauf au point critique où la viscosité de la vapeur saturée est égale à celle du liquide saturé. Comme on l’a vu précédemment, les viscosités des gaz à la pression atmosphérique augmentent de façon presque linéaire avec la température, alors que la viscosité des liquides à la pression atmosphérique diminue de façon presque logarithmique avec la température. La structure moléculaire joue un rôle important sur la viscosité : ainsi, à température réduite comparable, les viscosités des liquides polaires sont plus élevées que celles des liquides non polaires tels que les hydrocarbures, et elles-mêmes sont un peu plus élevées que celles des molécules simples comme l’azote. Quand on utilise la viscosité dans les calculs industriels, on est souvent intéressé non par la viscosité dynamique mais, plutôt, par la viscosité cinématique qui est normalement exprimée en m2 · s−1 ou anciennement en stokes. Pour le liquide et la vapeur saturés, la viscosité cinématique ν décroît quand la température croît de façon que ln (ν) soit presque linéaire en fonction de la température. Comme pour la viscosité dynamique, les viscosités cinématiques de la vapeur et du liquide saturés sont égales au point critique.

2.1 Effet de la température sur la viscosité des liquides

Les viscosités des liquides décroissent quand la température croît, dans des conditions isobariques ou celles de liquides saturés. En outre, pour un domaine de température compris entre le point de fusion et le point d’ébullition normal, le logarithme de la viscosité dynamique peut être considéré, avec une bonne approximation, comme une fonction linéaire de l’inverse de la température absolue :

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CHAPMAN (S.), COWLING (T.G.) -   The Mathematical Theory of Nonuniform Gases  -  . Cambridge New York (1939).

  • (2) - HIRSCHFELDER (J.O.), CURTISS (C.F.), BIRD (R.B.) -   Molecular Theory of Gases and Liquids  -  . Wiley, New York (1954).

  • (3) - NEUFELD (P.D.), JANZEN (A.R.), AZIZ (R.A.) -   J. Chem. Phys.  -  , 57, p. 1100 (1972).

  • (4) - KESTIN (J.), RO (S.T.), WAKEHAM (W.) -   Physica  -  , 58, p. 165 (1972).

  • (5) - KESTIN (J.), RO (S.T.), WAKEHAM (W.A.) -   J. Chem. Phys.  -  , 56, p. 4119 (1972).

  • (6) - CHUNG (T.H.), AJLAN (M.), LEE (L.L.), STARLING (K.E.) -   Ind. Eng. Chem. Res.  -  , 27, p. 671 (1988).

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