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mécanique des fluides

Posté par
fdxsjvo
01-12-24 à 15:23

Bonjour,

J'ai un exercice en mécanique des fluides et j?aurais besoin de votre aide pour mieux comprendre et résoudre certaines questions. Voici l?énoncé :
Un réservoir cylindrique de diamètre D contient un volume v d?eau. Un trou de diamètre d permet à l?eau de s?écouler et de vider progressivement le réservoir. La question initiale demande de déterminer en combien de temps le réservoir se vide complètement.
J'ai répondu à cette question en trouvant t= \dfrac{D}{d} \times \sqrt{2h/g} est-ce correct ?

Ensuite, la situation change :
La partie supérieure du réservoir est rendue hermétique grâce à un couvercle. Un tube plongeant est inséré dans l?eau par le centre du couvercle. La profondeur d?immersion du bas du tube est notée hm (réglable), et elle est définie comme la distance entre le bas du tube et le trou de vidange.

On me demande d?analyser les cas suivants :
Si le bas du tube est placé exactement au niveau du trou de vidange :
Où se trouve l?interface liquide-air dans le tube et que se passe t-il ?  j'ai répondu  au même niveau que le trou de vidange et il y aura une dépression dans le réservoir ce qui freinera l'écoulement du liquide.
Quelle est la pression de l?air entre le couvercle et le haut du liquide dans le réservoir ?

Le tube est positionné à une hauteur hm dans le liquide :
Quel est le débit d?écoulement de l?eau à travers le trou de vidange ?
Que se passe-t-il lorsque le niveau du liquide passe en dessous du  niveau hm du bas du tube ?

Merci d'avance pour votre aide.

***Formule Latex reprise***

Posté par
vanoise
re : mécanique des fluides 02-12-24 à 17:46

Bonjour
Pour la première question : tu as fait une démonstration ou tu as seulement (mal) recopié une formule trouvée sur le net ? Tu peux expliqué ton raisonnement ?
Ensuite, tu ne précises pas si de l'air est emprisonné entre le couvercle et le liquide. On pourrait imaginer de poser le couvercle avec un récipient cylindrique rempli d'eau "à ras bord"... Dans tous les cas un schéma légendé serait le bienvenu.

Posté par
fdxsjvo
re : mécanique des fluides 02-12-24 à 18:40

Bonsoir,
finalement j'ai trouvé une autre formule qui est : t=(2 S(\sqrt{h0}-\sqrt{h}))/(\sqrt{2g} * St )

avec S la section du réservoir et St la section du petit tube (ou l'eau passe) pour cela, j'ai utilisé la loi de Torriccelli : v=\sqrt{2gh} et j'ai fait - la section S intégrale entre h0 et h  de S dh/\sqrt{h} .

Ensuite, ce n'est pas précisé dans l'énoncé si de l'air est emprisonné, et le réservoir est rempli mais non pas à ras-bord.

 mécanique des fluides

***balises LATEX ajoutées***

Posté par
gbm Webmaster
re : mécanique des fluides 02-12-24 à 19:04

Bonsoir,

@fdxsjvo : il faut que tu utilises les balises LATEX pour que tes formules soient lisibles, je ne vais pas repasser à chaque fois sur les messages :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q10 - Puis-je insérer des symboles mathématiques afin de faciliter la lecture de mon message ?



Posté par
vanoise
re : mécanique des fluides 02-12-24 à 19:23

Je pense que tu recopies des formules vues sur le net sans vraiment les comprendre... La dernière formule que tu fournis est directement copiée ; tu ne t'es pas donnée la peine de l'adapter aux notations de l'énoncé et cette formule fournit la date t correspondant à une hauteur h de liquide restant dans le réservoir pour une hauteur initiale ho. Ce n'est pas la durée totale de vidange demandée par l'énoncé... Il n'y avait pas grand chose à changer dans la formule que tu as fournie la première fois...
Pour la suite, j'imagine que le schéma ressemble sensiblement à celui-ci. A toi de l'adapter.
Méthode possible : appliquer le théorème de Bernoulli entre A et B puis entre A et l'extrémité basse du tube en considérant le tube de section suffisamment faible devant celle du réservoir pour considérer que la vitesse du fluide en A est pratiquement égale à la vitesse du fluide à l'altitude de l'extrémité inférieure du tube.

 mécanique des fluides

Posté par
fdxsjvo
re : mécanique des fluides 02-12-24 à 19:29

Merci pour vos pistes, mais je ne vois toujours pas quoi changer de plus dans ma première formule.

Posté par
vanoise
re : mécanique des fluides 02-12-24 à 19:45

Quelle est la relation simple entre le rapport des aires des sections droites et le rapport des diamètres ?

Posté par
fdxsjvo
re : mécanique des fluides 02-12-24 à 19:51

A1/A2= (d1/d2)2 car l'aire A= (π *d2)/4 ?

Posté par
vanoise
re : mécanique des fluides 02-12-24 à 19:58

Oui. Il fallait donc élever au carré le rapport des deux diamètres dans ta première formule.

Posté par
fdxsjvo
re : mécanique des fluides 02-12-24 à 20:10

D'accord, je vois merci beaucoup pour cette précision !



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