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TP N°1 MDF Sous group 18 ENT*P - 1 - République Algérienne Démocratique et Po

TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 1 - République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Mohamed Khider Biskra Faculté des Sciences et de la technologie Département de génie civil et d’hydraulique Module : Techniques d’expression et de communication Prépare par : sous la supervision : Ahmed ghadda Dr. Sadok FEIA Groupe :04 2020/2020 Rapport scientifique sur mécanique de fluides TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 2 - SOMMAIRE I. INTRODUCTION Définitions de base : 1-Un fluide : 2-L’hydrostatique : 3-La pression : 4-théorème d’Archiméde : 5 Le manomètre : 6 Relation fondamentale de la statique des fluides : 7 Plan isobare : II. But du TP : III. Première manipulation 1- Etude théorique: 2 -Etude expérimentale : 2-1 But de la manipulation : 2-2 Matériels utilisés : 2-3 Bloc opératoire : 2-4 Résultats obtenus 4-2-5 Interprétation des résultats: 4-2-6 le graphe p=f(h) 4-2-7 interprétation du graphe TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 3 - 5- Deuxième manipulation 5-1 But de l'essai : 5-2 Matériel utilisé 5-3 Mode opératoire 5-3 Etude théorique: 5-4 Calcule d'erreur : Conclusion 6-Troisième manipulation 6-1 But de l'expérience : 6-2 Matériel utilisé 6-3 Mode opératoire : 6-4 résultats obtenues : Remarque : CONCLUSION: IV. CONCLUSION: TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 4 - I. INTRODUCTION La mécanique des fluides constitue l’extension de mécanique rationnelle à une classe de milieux continues dont les déformations peuvent prendre des valeurs aussi grandes que l’on veut, on désigne sous le nom général de fluides des corps matériels : gaz, liquide et plasmas. Les lois de la mécanique des fluides se sont dégagées peu à peu à partir d’une technique plusieurs fois centenaire, l’hydraulique ; mais c’est la naissance de l’aviation qui a fait faire d’immenses progrès en ce domaine. La mécanique des fluides possède des applications techniques, mais elle fournit également des schémas d’explication pour l’océanographie physique et la mécanique de l’atmosphère. II. Définitions de base : 1-Un fluide : Un fluide est un milieu matériel continu, déformable sans rigidité, qui peu s’écouler, c’est à dire subir de grandes variations de forme sous l’action des forces qui sont d’autant plus faibles que ces variations sont plus lentes. Parmi les fluides, on distingue :  Les liquides : on définit les particules de liquide comme les particules du solide, l’étude du mouvement ce fait au niveau de ces particules en appliquant directement sur eux les lois fondamentales de la dynamique.  les gaz 2-L’hydrostatique : l’hydrostatique ou la statique des fluides à pour objet l’étude des fluides au repos c’est à dire que la vitesse d’écoulement (le mouvement d’un fluide ) est nulle. TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 5 - 3-La pression : La pression définie comme une force, par unité de surface, qui s’exerce perpendiculairement à la surface en question. Dans les fluides, la pression hydrostatique (le fluide au repos)en un point est toujours dirigée normalement à la surface d’action, et dans un point de ce fluide au repos la pression à la même valeur dans toutes les directions. 4-théorème d’Archiméde : Ce théorème spécifie que tout corps, immergé dans un fluide au repos, subit une force égale et opposée au poids du fluide déplacé. La poussée d’Archiméde est appliquée au centre de poussée de la masse de fluide déplacée. 2 – 5 Le manomètre : un manomètre est un instrument de mesure de différence de pression en fonction des différences de hauteurs du liquide contenu dans le manomètre par simple application de la loi fondamentale de la statique des fluides. on a : P =P1 – P2 =g h ou  : masse volumique du liquide contenu dans le manomètre  Pour des pressions importantes, on utilise un fluide lourd ( important, exemple : Le mercure ) .  pour des faibles pressions, on utilise un fluide léger tel que l’alcool 2 – 6 Relation fondamentale de la statique des fluides :  Equation d’EULER : c’est un élément très important de la mécanique des fluides. L’équation fondamentale de la statique est : Xdx + Y dy +Zdz =  dp P2 P1 h Manomètre TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 6 - Ou:  : masse spécifique X, Y, Z : composantes de champs d’accélération dans le système d’axe X, Y, Z P : pression Dans notre TP on applique cette équation sur un fluide dans un champ de pesanteur, on trouve la pression à un point donnée : p=hg p : variation de pression h : La profondeur verticale du point par rapport à la surface libre du liquide 2 –7 Plan isobare : toutes particules situées dans ce plan ont la même pression. X Y Z h Plan isobare Liquide TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 7 - III. But du TP : Le TP a pour but d'étudier les caractéristiques d'un fluide soumise à de différentes manipulations :  Vérification de l’équation fondamentale de l’hydrostatique (1ème essai)  Détermination de la masse volumique d’un liquide inconnu (2ème essai)  Mesure de la poussée d’ARCHIMEDE (3ème essai) A la fin, on essaye de faire une comparaison entre les études théoriques et les études expérimentales. IV. Première manipulation 1- Etude théorique: L'application de l'équation fondamentale de l'hydrostatique sur un fluide qui se trouve dans un champ de pesanteur et dans les coordonnées cartésiennes donne: X=0 Y=0 Z= -g Pour un fluide incompressible (=0), et après l'intégration de l'équation fondamentale de la statique on obtient : Pi=pg(Z0 – Zi) + P0  Pi=pgZ0 – pgZi + P0 Pi + pgZi= pgZ0+ P0 Avec ( pgZ0+ P0 )=constant par ce que( p, g, Z0 , P0 )sont des constants  Pi + pgZi=cte ………………………(1) d’autre par on a : Pi=pg(Z0 – Zi) + P0  Pi/pg=(Z0 – Zi) + (P0 /pg) Pi/pg + Zi= Z0 +P0 /pg Avec ((Z0 +P0 /pg )=constant) par ce que( p, g, Z0 , P0 )sont des constants  g P i  + Zi= cte …………………………(2) TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 8 -  pour vérifier l’équation fondamentale de l’hydrostatique , il faut que les deux équations( 1 ,2 ) soient vérifiées 2 -Etude expérimentale : 2-1 But de la manipulation : vérification de l’équation fondamentale de l’hydrostatique . 2-2 Matériels utilisés :  un récipient remplie d’eau à une hauteur Z0  un manomètre contient de l’eau  un tube plongé dans le récipient à une profondeur changeable  un tuyau en plastique 2-3 Bloc opératoire :  on mesure le profondeur Z0 (Zo=27,8)  on plonge la sonde ( le tube ) dans l’eau à un profondeur précise ( hi )  on lit sur la règle la hauteur Zi  on évacue l’eau qui est rentré dans la sonde à l’aide d’un tuyau par injection de bulls d’air.  on lit sur le manomètre la pression Pi correspondante à chaque hauteur Zi L’eau Règle Z0 hi Zi Pi le tube Le tuyau TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 9 - 2-4 Résultats obtenus les résultats obtenus sont dans le tableau suivant on a : 1 atm =1.013  105 Pa=10.33 m d'eau (à 4° c) N° Zi (mm) hi= Z0-Zi (mm) Pi(mm d’eau ) Pi(pa) Pi+ g Zi (Pa) Zi+( Pi/ g) (m) 01 211 67 60 588 2698 0.2698 02 178 100 95 931 2711 0.2711 03 158 120 115 1127 2707 0.2707 04 133 145 145 1421 2751 0.2751 05 92 186 180 1764 2684 0.2704 4-2-5 Interprétation des résultats:  On remarque que Zi + (Pi /g) prend des valeurs constantes(  0.27) qui représentent la hauteur piézométrique P0 /pg Pi/pg  Zi + (Pi/g) c’est un auteur piezométrique qui reste constant pour n’importe point du fluide Z0 a Pi /g + Zi= Z0 +P0 /g, on ce trouve ce phénomène Dans le cas des fluide en mouvement dans une Zi Conduite, on introduit une fuite dans la conduite , l’eau remonte à un auteur équivalent à la côte piezométrique  On remarque aussi que ( Pi + gZi cte) prend presque la même valeur quelque soit le plan isobare considéré. Pi Z1 P1/pg Coupe longitudinale dans une conduite d’eau Un troue dans la conduite TP N°1 MDF Sous group 18 E*N*T*P - 10 -  On remarque que la pression est proportionnelle à la profondeur , plus la profondeur augmente plus la pression augmente. 4-2-6 le graphe p=f(h) (voir le graphe) 4-2-7 interprétation du graphe  La courbe P=f(h) est une droite passant par l’origine ,son équation est de la forme F(x)=a. x ou a : la pente de la droite Donc on trouve p =a.h  dans notre étude mathématique on à prouver que p=  gh+p0 , le graphe passe par l’origine  p0  0 ( notre essai est manipuler dans une sallefermée ) on fait une analogie entre les résultats mathématique et les résultats expérimentales on trouve a= g A.N calcule de a : uploads/Science et Technologie/01tp-mdf-1.pdf