Ecoulement des fluides Régimes laminaires et régime turbulent

Deux Régimes d’écoulement : Comment les représenter ?

Les Différences - Vitesse élevée - Écoulement irrégulier, chaotique, Il se forme des tourbillons. Vitesse relativement faible - Écoulement stable et régulier. - Vitesse maximale au centre du fluide

Régime laminaire

IMPORTANCE de la VISCOSITÉ La viscosité traduit l’intensité des forces qui contrarient l’écoulement du liquide. La viscosité d’un liquide se caractérise par : un coefficient de viscosité, noté h Plus la viscosité d’un fluide est grande, plus faible est sa vitesse d’écoulement.

Quelques liquides h s’exprime en Pascal.seconde (Pa.s) Pour le sang à 37°C : h = 4.10-3 Pa.s Pour l’eau à 20°C : h = 1,0.10-3 Pa.s Pour l’eau 50°C : h = 0,6.10-3 Pa.s Donc h dépend : -de la nature du fluide -et de la température.

Cas de la circulation sanguine : Excepté dans les grosses artères où la vitesse d’écoulement du sang est élevée, la circulation sanguine est considérée en régime laminaire dans le reste du corps.

Qu’est-ce que le débit ? Attention : Débit en volume, noté D : c’est le volume de fluide traversant la section droite de la canalisation pendant l’unité de temps. D = V/Dt Unités S.I. : V en m3 , Dt en seconde, et D en m3/s (également exprimé en L/min) Relation entre Débit D et vitesse d’écoulement : D = S . v S en m2 , v en m/s Attention : Ne pas confondre V (volume) et v (vitesse)

Que se passe-t-il lorsque le conduit change de section ? Le débit reste identique, mais la vitesse d’écoulement change : d’après la relation D=Sxv, Si S diminue, v augmente Si S augmente, v diminue.

Qu’observe-t-on au cours de l’écoulement d’un liquide ? A quoi correspond cette différence de hauteur dans les capillaires ? À la PERTE DE CHARGE du liquide

Comment expliquer cette différence de hauteur D h ? H1 > H2 donc P1 > P2 On applique la loi de la statique des fluides : p1 – p2 = rô . g . (H1 – H2) soit p1 – p2 = rô . g. D h p1 – p2 est la perte de charge, notée D p, exprimée en Pascal.

Relation entre la perte de charge et le débit En régime permanent, la perte de charge Dp d’un liquide s’écoulant dans une canalisation est PROPORTIONNELLE au Débit d’écoulement : D p = R . D R est la résistance hydraulique (en Pa.s.m3) R dépend des caractéristiques de la canalisation : - Si la longueur augmente, R augmente - Si S (donc le rayon) augmente, alors R diminue. - Si la viscosité augmente, R augmente.