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Dynamique des fluides calcul de Q

Posté par
Lelaitcbon
31-12-20 à 14:59

Bonjour, je suis bloqué à un exercice car je ne trouve pas la valeur dans l'énoncé qui pourrait m'aider à utiliser les formules :

Dans le cas de troubles mictionels tels que la rétention d'urine, il est possible d'évacuer l'urine avec une sonde. cela consiste à introduire une sonde (un tube cylindrique de rayon R et de longueur L) dans la vessie par le méat urinaire et en suivant l'urètre pour permettre l'écoulement de l'urine par ce tube. on suppose que l'urine est un liquide newtonien ayant une viscosité n=0,90mPa.s et une masse volumique p=1,0g/cm3, ç la température corporelle de 37°

On suppose que le sonde est verticale et que l'écoulement de l'urine à travers la sonde s'effectue sous l'effet de la seule gravité. Le diamètre interne de la sonde est d=1,6mm, sa longueur est L=20cm

On me demande dans un premier temps la resistance hydrodynamique Rh
J'ai réussi

Puis
2) Quel est le temps nécessaire à l'écoulement de 300mL d'urine par la sonde ?
J'ai voulu utilisé Q=V/t
Q=\frac{\pi R^{4}}{8\eta }(\rho gcos\theta +\frac{\Delta P}{L})


Je ne trouve pas cette valeur dans l'énoncé donc je suis bloqué
Peut etre qu'il faut utiliser une autre démarche ?

Mais dans la question suivante :
On me demande de calculer le nombre de reynolds et donc il me faut Q le débit pour le calculer


Si quelqu'un peut m'aider svp Merci d'avance

Posté par
Lelaitcbon
re : Dynamique des fluides calcul de Q 31-12-20 à 15:15

Je ne trouve pas Delta P dans l'énoncé*

Posté par
Lelaitcbon
re : Dynamique des fluides calcul de Q 31-12-20 à 15:23

Ah non enfaite j'ai compris, ils disent que seule le poids compte donc DeltaP=O

Posté par
gbm Webmaster
re : Dynamique des fluides calcul de Q 31-12-20 à 17:46

Bonsoir,

Est-ce tu pourrais recopier entièrement ton énoncé et non nous mettre des bribes d'infos, ce sera plus simple d'aider ensuite ...

Posté par
Lelaitcbon
re : Dynamique des fluides calcul de Q 01-01-21 à 15:04

Bonjour, alors j'ai tapé l'énoncé en entier mais pas toutes les questions qui précedent celle à laquelle je suis bloqué, mais si vous voulez je les retape :

Dans le cas de troubles mictionnels tels que la rétention d'urine, il est possible d'évacuer l'urine avec une sonde. Cela consiste à introduire une sonde (un tube cylindrique de rayon R et de longueur L) dans la vessie par le méat urinaire et en suivant l'urètre pour permettre l'écoulement de l'urine par ce tube. on suppose que l'urine est un liquide newtonien ayant une viscosité n=0,90mPa.s et une masse volumique p=1,0g/cm3, à la température corporelle de 37°

1) L'écoulement de l'urine supposé laminaire est décrit par ?

On suppose que le sonde est verticale et que l'écoulement de l'urine à travers la sonde s'effectue sous l'effet de la seule gravité. Le diamètre interne de la sonde est d=1,6mm, sa longueur est L=20cm

2) La résistance hydrodynamique de la sonde est proche de ?

3) Le temps nécessaire à l'écoulement de 300mL de l'urine par la sonde est de ?

4) On suppose que le nombre de reynolds vaut 2,0.10^3
Le nombre de reynolds associé à cet écoulement est proche de ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Dynamique des fluides calcul de Q 02-01-21 à 16:39

Bonjour Lelaitcbon,

Désolé pour mon délai de réponse, je suis rentré chez moi .

Je te réponds demain, histoire d'avoir le temps de m'imprégner de ton sujet.

Bonne fin d'AM

Posté par
gbm Webmaster
re : Dynamique des fluides calcul de Q 03-01-21 à 12:48

Bonjour,

J'ai pris le temps de me pencher sur ton exercice et je ne te cache pas qu'il me dérange pour la raison suivante : on a aucune idée de la modélisation de la vessie ...

En effet, dans les exercices classique de vidange d'un bassin ou autre on a généralement des informations sur la hauteur hydrostatique à l'état initial, la pression dans celle-ci (ou alors on ajoute un évent pour supposer qu'on reste proche de la pression atmosphérique), etc.

Même en faisant des recherches, j'arrive à la modélisation suivante, qui ne colle pas un une vessie pour laquelle on ne peut pas considérer qu'il y a un évent (la vessie étant associée à un muscle et un système nerveux) :

1. J'imagine que tu as déterminé la vitesse d'écoulement maximale permettant d'avoir Re < 2000 (écoulement laminaire) pour s'assurer qu'elle est peu élevée ? Tout en considérant qu'on étudie son écoulement dans un tube ?

2. Considérant qu'on a un écoulement laminaire d'un liquide visqueux dans une conduite cylindrique (tube), on peut effectivement considérer la modélisation de Poiseuille. La perte de charge s'écrit alors :

\Delta P= R_h \times D_v = \dfrac {8 \eta \times L}{\pi R^{4}}} \times D_{v}

avec

R_h = \dfrac {8 \eta \times L}{\pi R^{4}}} résistance hydraulique
D_v débit volumique
L longueur du tube
R son rayon
\eta sa viscosité dynamique

3. Il faudrait que tu me détailles davantage ton raisonnement mais sans modélisation précise de la vessie, on va avoir du mal à le déterminer ...

4. Question de cours.


Posté par
Lelaitcbon
re : Dynamique des fluides calcul de Q 03-01-21 à 21:54

Bonsoir, désolé pour ma réponse tardive (j'aimerais bien activer les notifications aha)

Merci pour votre réponse, alors personnellement, je ne m'étais pas questionné sur les dimensions de la vessie etc aha

Ensuite ce que j'ai fait :
1) L'écoulement laminaire dans ce cas ci est caractérisé par la loi de Poiseuille

2) Quel est le temps nécessaire ?
Alors c'est ici que je suis bloqué.
J'avais également prévu d'utiliser comme vous l'avez suggerez
\Delta P=Rh.Dv
soit

Q=\frac{\pi r^{4}}{8\eta }.(pgcos(\theta )+\frac{\Delta P}{L})

et donc ensuite utiliser la formule Q=V/t
et résoudre le problème


donc de là, je n'ai pas DeltaP
Or, après de longues recherches, je suis tombé sur un autre exercice similaire dans lequel la même phrase est énoncée dans les deux exercices "l'écoulement de l'urine s'effectue sous la seule effet de la gravité"
et finalement dans ce 2eme exercice, a priori ils ont mis DeltaP=O
donc j'en ai conclu que, par cette phrase, on considère que deltaP=0
ce qui résout  mon problème je pense (même si j'ai pas compris aha)

ensuite
4) Pas de problème, il me suffisait juste Q

Nr=\frac{4Q\rho }{D \eta \pi }

Voila Merci et Bonne année

Posté par
gbm Webmaster
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 08:21

Bonjour,

Citation :
j'aimerais bien activer les notifications aha

Je viens de regarder, ta fonction "notifications" est bien activée mais peut-être qu'il s'agit d'une adresse mail à l'inscription que tu n'utilises plus ? Dans ce cas, il te suffit de changer l'adresse mail pour recevoir les notifications sur celle-ci. Contacte-moi si besoin.

Citation :
1) L'écoulement laminaire dans ce cas ci est caractérisé par la loi de Poiseuille

Oui mais rappeler les hypothèses associées comme dans toute modélisation physique : écoulement laminaire dans un tube.

Et je t'ai proposé de calculer la vitesse d'écoulement limite pour rester dans le domaine laminaire (Re < 2000)

2.

Citation :
J'avais également prévu d'utiliser comme vous l'avez suggerez
\Delta P=Rh.Dv

OK

Ensuite, il faudrait que tu m'expliques d'où tu sors cette formule :

Citation :
Q=\frac{\pi r^{4}}{8\eta }.(pgcos(\theta )+\frac{\Delta P}{L})

Car si tu lis ce que j'ai écrit, l'écoulement de Poiseuille se modélise comme suit :

Dynamique des fluides calcul de Q

Citation :
donc de là, je n'ai pas DeltaP
Or, après de longues recherches, je suis tombé sur un autre exercice similaire dans lequel la même phrase est énoncée dans les deux exercices "l'écoulement de l'urine s'effectue sous la seule effet de la gravité"
et finalement dans ce 2eme exercice, a priori ils ont mis DeltaP=O
donc j'en ai conclu que, par cette phrase, on considère que deltaP=0
ce qui résout mon problème je pense (même si j'ai pas compris aha)

Aurais-tu les liens vers les exercices en question ?

C'est ce qui m'ennuie également car on peut considérer que la pression en sortie de la sonde est égale à la pression atmosphérique : Ps = Patm = 1,013 bar.

En revanche, pour ce qui est de la pression à l'entrée de la sonde ... Je ne suis pas assez bon en anatomie mais il est bien certain que la Pe = Pvessie (= pression due à une contraction musculaire ?) + p.g.h, h étant la hauteur d'urine dans la vessie : mais comme le volume de la vessie n'est pas constant, ma modélisation est plus que bancale ...

La seule certitude que j'ai c'est qu'il faut forcément que Pe > Ps pour pallier aux pertes de charges régulières dans la sonde (due à la résistance hydraulique calculée), sans compter les singularités en entrée et en sortie de la sonde (qui semblent négligées dans ton exo).

J'ai trouvé cette thèse, à voir cela peut nous aider :

4. Pourquoi souhaites-tu calculer cela ? Pour moi, il s'agit juste de rappeler que un nombre critique :

Posté par
gts2
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 09:45

Bonjour,

Citation :
La seule certitude que j'ai c'est qu'il faut forcément que Pe > Ps pour pallier aux pertes de charges régulières


Pas nécessairement, puisque la sonde est verticale, et donc c'est la pesanteur qui pallie les pertes de charge.

Citation :
Ensuite, il faudrait que tu m'expliques d'où tu sors cette formule : Q=\frac{\pi r^4}{8\eta }(pgcos(\theta )+\frac{\Delta P}{L})

C'est simplement Bernoulli généralisé avec une section et donc un vitesse constante.

Posté par
gbm Webmaster
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 10:44

Bonjour gts2,

Citation :
Pas nécessairement, puisque la sonde est verticale, et donc c'est la pesanteur qui pallie les pertes de charge.

A la lecture en diagonale de la thèse, j'aurais tendance à croire que si, même si, je te l'accorde, dans d'autres situations qu'une vessie, on pourrait se contenter de Pe = Ps.

Citation :
C'est simplement Bernoulli généralisé

Je l'avais compris mais je demandais à Lelaitcbon d'expliquer comment il aboutit à un tel résultat car je ne suis pas fan d'une formule brute sans les hypothèses associées.

Citation :
avec une section et donc un vitesse constante

C'est bien ce qui me pose problème, considérer que la vitesse d'écoulement constante me paraît être une une approximation (page 59/184, je ne suis pas allé au-delà niveau lecture). Mais comme on considère qu'on est dans une modélisation en écoulement de Poiseuille, soit.

Posté par
gts2
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 10:54

Bonjour,

Le problème vient qu'on se trouve dans le cadre d'un exo "sous l'effet de la seule gravité" et pas de la réalité. Traduit de manière plus réaliste cela donnerait "Quel est le temps maximal nécessaire ..."

D'autre part, l'exo ne s'intéresse qu'à la sonde, donc l'hypothèse vitesse d'écoulement constante ne pose pas de problème.

Donc, à mon avis, ce n'est pas un problème de physiologie, mais juste l'écoulement dans le cathéter (sujet PCEM, PACES ?)

Posté par
gbm Webmaster
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 12:29

Dans ce cas, bien préciser toutes les hypothèses considérées en question 1.

Pour la question 3, il conviendrait donc de détailler l'obtention de l'expression du débit et ce sera fini.

Posté par
Lelaitcbon
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 13:04

Bonjour merci pour vos réponses,

alors pour la 1) d'accord je vais être plus rigoureux et mettre les hypothèses d'écoulement, c'est vrai que c'est plus concis

3) Alors je vous avoue que je sors cette formule tout droit de mon cours
ici, le sonde étant verticale, j'ai téta=0 (par rapport à la verticale)

4) Ensuite, pour ce qui est du type d'écoulement (laminaire ou turbulant )
il faut que je calcule le nombre de reynolds Nr (formule dans mon message précedant) et le comparer au nombre de reynolds critique ensuite conclure sur le régime

Mais comme vous dites dans la question 1, lorsque vous parlez de la vitesse limite R<2000, est ce la même chose justement de calculer Nr et de comparer a 2000 ?

Merci

Posté par
Lelaitcbon
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 13:07

alors pour les liens des exercices, je ne les ai que en pdf

Posté par
gbm Webmaster
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 14:57

1. OK

2. On en a parlé

3. OK, dans ce cas, "applique" directement la formule si elle doit être admise

4. Va au bout de ton raisonnement, bien que la notation généralement employée pour le nombre de Reynolds est "Re".

Posté par
Lelaitcbon
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 17:13

D'accord merci bcp
du coup j'en ai fini avec cet exercice

Merci pour votre aide

Posté par
gbm Webmaster
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 18:27

Je t'en prie pour ma part

Et c'est bon pour les notifications ?

Bonne soirée

Posté par
Lelaitcbon
re : Dynamique des fluides calcul de Q 04-01-21 à 19:42

alors pour les notifications, auparavant j'en recevais, mais depuis quelques mois, plus du tout , je vais quand même vérifier dans mes mails

Posté par
gbm Webmaster
re : Dynamique des fluides calcul de Q 05-01-21 à 07:54

Bonjour,

ça marche, en cas de besoin, le changement d'adresse se fait aisément

Bonne journée, bonne reprise



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