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2ème année Génie des Procédés 2019/2020

2ème année Génie des Procédés TP Mécanique Des Fluides 1

TP1. Viscosimètre à chute de bille

1- Objectif

Déterminer la viscosité d fluide

de faible diamètre à travers ce fluide.

2- Matériel :

vertical est rempli du fluide à étudier, dans lequel chute une bille sphérique de masse m et

diamètre ݀ suffisamment ܦ

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3- Etude théorique

On considère une bille de rayon r qu laisse tomber dans un fluide visqueux. La bille

est soumise à son poids ࡼ, à la poussée d'Archimède ࡲ࡭ et à la force de freinageࡲࢌ exercée

par le fluide sur la bille. Cette dernière est donnée par la relation de Stockes. Si l'on considère un axe vertical Oz orienté vers le bas ces forces s'écrivent : ݉௕௜௟௟௘ǣ la masse de la bille

݃ǣ de la pesanteur

La force de frottement visqueuse : ࡲࢌൌെ૟࣊ൈ࢘ൈࣆൈ࢜

r : le rayon de la bille ݒ : la vitesse limite de chute de la bille dans le fluide. Lors que la bille, atteint sa vitesse de chute limite (vitesse maximale) : son mouvement est alors rectiligne uniforme. Le principe de la dynamique donne :

Ce qui nous permet d :

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4- Mode opératoire

Dans ce TP on utilise une bille en acier de masse volumique ߩ glycérine à deux températures : T=15°C et T= 20°C. La masse volumique et la viscosité dynamique théorique de la glycérine sont données dans le tableau suivant : La température Masse volumique Viscosité dynamique théorique

Expérience

Pour déterminer la viscosité dynamique de la glycérine à une température donnée, on

suit les étapes suivantes : On lâche la bille, sans vitesse initiale dans de la glycérine cylindrique. de chute de la bille ȟݐ entre les deux

Le repère ܣ

sa vitesse de chute limite (vitesse maximale) : son mouvement est alors rectiligne uniforme

Nous retirons la bille de la glycérine à l'aide d'un aimant et répétons l'expérience à

nouveau.

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5- Travail demandé

1- Calculer le volume de la bille et compléter le tableau 1 :

2- Pour chaque température, compléter le tableau 2 et calculer la viscosité moyenne de la

glycérine.

3- Comparer les valeurs trouver avec celles de la littérature (valeurs théoriques).

4- Faire une conclusion.

Tableau 1

La distance : ܮ

Rayon de la

Volume de la

Masse volumique

0,8 7500 0.0025 1.29

Tableau 2

Expérience Temps ȟݐ

La vitesse : ݒൌ௅

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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Compte Rendu

Nom : Prénom :

Tableau 1

La distance : ܮ

Rayon de la

Volume de la

Masse volumique

de la glycérine

0,8 7500 0.0025 1.29

Détermination de la viscosité dynamique à la température T=15°C

Expérience Temps ȟݐ

La vitesse : ݒൌ௅

1 30 2 31

3 31,5

4 32

5 31,9

6 30,8

7 30,2

8 31,4

9 31,2

10 31,6

Viscosité moyenne de la glycérine à la température T=15°C :

La formule

La valeur ࣆࢋ࢞ൌ

Comparaison entre la valeur expérimentale et la valeur théorique :

Formule et application numérique La valeur

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Université Batna 2 TP Mécanique Des Fluides 6 Détermination de la viscosité dynamique à la température T=20°C

Expérience Temps ȟݐ

La vitesse : ݒൌ௅

1 21,2

2 21,5

3 21 4 22

5 20,7

6 23

7 21,1

8 20,9

9 20,6

10 20 Viscosité moyenne de la glycérine à la température T=20°C :

La formule

La valeur ࣆࢋ࢞ൌ

Comparaison entre la valeur expérimentale et la valeur théorique :

Formule et application numérique La valeur

Conclusions :

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