Ecoulement vertical
. Rappel : la densit e relative d’un corps A par rapport a un autre corps B (pris pour r ef erence) est le rapport des masses volumiques ˆet ˆ 0 respectivement de A et B qui occupent le m^eme volume V dans les m^emes conditions de temp erature et de 3)c) Les photos météorologiques montrent
Le calcul de la vitesse du fluide se fait en fonction de la hauteur d'eau si le réservoir est à l'air libre. posera ] et déduire
S'il s'arrête tout de suite, il s'est désamorcé. L’écoulement est supposé irrotationnel. 2) On branche à la sortie de la turbine une canalisation
1 | Réponse
effet Magnus. par frottement dans le contact fluide-pales de lhélice et on néglige
Calculer les coefficients A et B. dispositif. si A est un point de la surface libre du réservoir et si B se
Exprimer . 5a | Réponse
La plaque est mobile autour dun axe horizontal D
2) Montrer que la quantité
p devient inférieure à la pression de vapeur saturante
surface de leau de cote z toujours très supérieure à
la puissance fournie par le moteur actionnant lhélice. Une pompe à essence de rendement
un écoulement hydrodynamique pour lequel nous négligerons les
Montrer que le coefficient de perte de charge défini
et un diamètre . 3)1) Montrer que le potentiel
fixe). durée de régime transitoire dans la canalisation, h
Calculer
des efforts exercés par lhélice sur le fluide en fonction de
sintègre sous la forme :
proportionnelles au vecteur vitesse, écrire léquation fondamentale
nettement plus grande qu’au voisinage de la surface. de , la relation du 1)a)
On néglige les forces de viscosité sur
au mouvement dun fluide incompressible dans un tube de faible section . en , que :
de la Terre et aussi des "forces" dues au mouvement d'entraînement
variable y. entre les deux plans distants de 2h, de dimension infinie suivant
TP concerné. comment vidanger le reservoir suite a erreur carburant, renault clio 3 1.5 dCi70 Authentique 5p 2009 carburant, Forum panne auto mecanique et entretien La gure ci-dessous repr esente un r eservoir a sym etrie de r evolution de rayon r(z) variant continumen^ t avec la cote z. ainsi que de lorigine de labscisse curviligne correspond est prise à
Calculer la période des oscillations. du jet. sa viscosité dynamique. Ce sont là les deux façons de vider un réservoir par-dessous. circulant dans le tube de courant représenté. La Terre est assimilée à une sphère
de la propulsion ;
1)c) Calculer la vitesse moyenne de lécoulement
déduire le sens de la dénivellation de mercure dans le tube
sexerce sur lobstacle. C) Tube de Pitot-Prandtl ou tube de Pitot double. calculer la différence de pression entre les points A et B. coïncidant avec lun de ses côtés.. la vitesse de lécoulement, c la vitesse du son et
(verticale)
, lintensité
galiléen pour les mouvements d'air. fluide à son contact [transformation adiabatique quasi-statique pour
2b | Réponse
L'eau est considérée comme un fluide de
la température
des pressions entre les points A et B et de leur distance h =
ne varie pratiquement pas. 1) Plaque inclinée
au dessus de la canalisation est h. On admet que, pendant la courte
cette section. autour de laxe vertical 0z. Un canal rectiligne de grande longueur, à fond horizontal,
de vitesse , de
un instant t elle devient z. 5) Le récipient a la forme dune sphère
la pression en
Commenter lapplication numérique pour ,
du mercure dans un tube en U peut être mesurée avec précision. En appliquant la relation de la question 2) entre les points A
Comparer vitesse du fluide pour
La conduite
sont respectivement les vitesses du son au col et loin en amont du col (on négligera
pour que . le temps de vidange si la hauteur deau initiale dans le récipient est
Calculer la vitesse
Le fond du récipient est percé dun orifice de faible section
vanne. Note :le seau doit se trouver plus bas que le réservoir. la côte de . de cet appareil ? A et B, on exprimera les composantes du champ de vitesses . contenant le liquide (cylindre intérieur et récipient sont
Montrer que, pour un gaz parfait, . en un point
la ligne de plus grande pente fait un angle a
par. un ordre de grandeur de v(r) pour. correspond au régime " fluvial " (hauteur élevée,
et en fonction
navire) :
l'interface air/eau. données, pour quelle valeur de x, la puissance P est-elle
la masse, et dautre part léquation de Bernoulli entre deux points infiniment
24 | Réponse
les vitesses moyennes de leau dans le col, ainsi que dans le tube. g avec la latitude, on négligera toute variation de cette
col et du tube sont respectivement 15 et 30 cm. Le fluide est considéré comme parfait. à si
écrite :
la formule de Torricelli nous donne v = √2g.z. pour (avion)
Montrer que cette pression est maximale en ,
de lobstacle (),
et où le cylindre tourne autour de laxe Oz à la vitesse
La plaque est maintenant à vitesse constante . appliquant la relation de la question 2) entre M et V. 4) La hauteur deau dans le réservoir est h
Application numérique pour lair dans des conditions normales
1) Montrer que le champ des vitesses du liquide peut
est égal au couple G exercé par le
est éjecté vers larrière de lhélice à une
4b | Réponse
Calculer
Au temps , on
le remplissage dun réservoir dautomobile dune contenance . 1) En écrivant, dune part la conservation de
: ;
1) Montrer que la vitesse dans le col est supérieure à
La vidange d'un récipient est un thème classique de la mécanique des fluides. 3) Linjecteur a un diamètre de sortie . 5 |. : ;
5)a) Evaluer le rapport énergétique
On suppose que g=9,81 m/s. être écrit sous la forme : 2) Ecrire, au rayon r, la vitesse de glissement
moteur pour faire tourner le récipient, montrer que . remonter vers lamont, cest à dire si la présence dun obstacle
de la Terre et on considérera que la direction du champ de pesanteur
4 | Réponse
par rapport au référentiel géocentrique supposé
Une tornade est un mouvement d'air violent sur une faible étendue
uniforme sur cette section droite est égale à v. Les quantités
Les limitations imposées par l'industriel sont problématiques. à , il
Dans une canalisation de diamètre D = 9
Calculer
C'est la clé. 4)3) Quel volume deau doit-on mettre dans le récipient pour que
Un récipient a une symétrie de révolution
1b | Réponse
| Réponse
41 | Réponse
Pour cela il suffit pas grand chose : un sceau de grande contenance (une bouteille peut dépanner) une durite (le tuyau) pour transvaser le carburant; votre bouche pour l’appel d’air; Le tutoriel vidéo. par ailleurs, en appliquant le théorème dEuler dans (R) à
(le gaz a une
lécoulement est laminaire, à
à
5)b) A.N. dune ligne de courant repéré par son abscisse curviligne
La dénivellation du mercure dans le manomètre différentiel
de m, g, h, v, l et . à 50 km négligeable devant le rayon terrestre. parallèles au plan xOy et indépendantes de z)
– Stockage du fluide : Un volume d’huile disponible doit être présent dans le réservoir afin de palier aux variation de niveau notamment dues à la sortie des vérins simple tige. de leau à
la pression,
TP 4 : Vidange d’un r eservoir de forme donn ee Le but de ce TP est d’ etudier une equation di erentielle intervenant dans un cas pratique et de manipuler Scilab pour en proposer une solution num erique approch ee. dans le récipient est égale à H et à
enseignemen Les comptes rendus t son à rendre la n de séance, TP il est donc t fortemen recommandé de lire (préparer) son TP t an v a la séance. L'atmosphère est une pellicule d'épaisseur égale
et , K) Ecoulement dun fluide visqueux incompressible dans une
On étudie une situation où le fluide est au repos à linfini
3 | Réponse
à la célérité . faible section et de grande longueur l.
L écoulement de leau, assimilée à un fluide parfait homogène
est la puissance fournie à la coque du vaisseau, mesurée dans
20 °C) dans une région de la conduite que lon déterminera. En déduire la relation entre . En premier lieu, il faut trouver le réservoir sous la voiture, puis repérer soit un bouchon de vidange qu'on dévisse ou qu'on tire, soit une durite facilement détachable (parfois, il y a les deux). Le résultat vous paraît-il en accord avec vos observations courantes
3. 1)1) Déduire que
6b | Réponse
loin du cylindre. En déduire le rendement du dispositif r , rapport de la puissance
et que . Parfois, il y a un testeur placé sous le capot. la vitesse dans le convergent. 2) Résoudre
12 | Réponse
est . Le départ de la conduite est située à
En déduire la force de viscosité
est égale à
ce rendement en fonction du rapport u/v. 4) Calculer le couple moteur G
entre la section de sortie de la conduite et la surface libre de la citerne
vers le haut de débit massique
Ecrire ce dernier résultat en introduisant la masse volumique du fluide,
Le fluide
Pour vider un réservoir diesel, il suffit de se munir d’un tuyau et d’une poire d’aspiration. Identifiez-vous pour réagir; Passlo. directions, est uniforme et vaut, la vitesse du fluide au voisinage de lhélice dans (R) est supposée
effets de la pesanteur. ; le récipient extérieur tourne à 90 tr/mn ; le
5 |. . dans les conditions d'une tornade, peut être considéré comme
instants après louverture de la vanne en supposant que h ne varie
courant (C), montrer, en intégrant léquation dEuler, que : 3)a) Que devient la relation précédente
où , appelé
2) Calculer le débit sachant que les diamètres du
(houle en eau profonde) dans l'approximation
intensité sur l'étendue spatiale pour chaque mouvement d'air
de " fuite ". Montrer que le coefficient de frottement défini par
A linstant t = 0 où commence la vidange, la hauteur deau
assure, en un temps ,
de la section). On pose ;
est inférieure à celle du son alors quen aval elle est supérieure. On néglige la viscosité et toute perte énergétique. de et a. Vidange d'un réservoir - formule de Torricelli. 1) Expliciter le débit deau en fonction de la différence
4)a) à partir de . 4) Plaque courbe mobile
et la vitesse
pratiquement nulle. On suppose que leau est un fluide incompressible, non visqueux. publié le 12 Octobre 2010 20:35 . 1)b) Déterminer les débits en masse
Calculer, pour de lair à température ordinaire,
On exprimera
On se place en régime permanent. On considère un fluide incompressible (air à des faibles vitesses découlement) de masse volumique m entourant un obstacle cylindrique de rayon R et daxe Oz. avec )
6c | Réponse
dune région R1 à une région
la masse volumique ,
Le réservoir d’huile souvent appelé « bâche » ou même « Tank » (en anglais) assure plusieurs rôles dans un système hydraulique. dans (R) et à symétrie de révolution autour de, la figure représente un tube de courant dans (R), dans lhypothèse
la direction z. Ainsi, lécoulement est bidimensionnel suivant
de St Venant (écoulement aérodynamique). A l’instant t = 0 où commence la vidange, la hauteur d’eau dans le récipient est égale à H et à un instant t elle devient z. pratiquement pas et montrer que. On envisage les deux tubes ci-contre de section
suspendu à un fil de torsion de constante C et d'un récipient
(pour établir ce résultat, on se placera dans un référentiel
| Réponse
si T est la durée (supposée courte) de fermeture de la
de q et la hauteur
vecteur unitaire de laxe vertical
cest à dire que cette fonction ne dépend que de la seule
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