Rotation de l'Eau et des Tornades ?!(Pourquoi&Comment)

[LPFR]

Bonjour LPFR.
Je recommence …

Je fais tourner dans de l’eau un cylindre rouge fermé à une extrémité.
L’effet de « traînée » va engendrer trois « vortex » (parties en bleu plus clair), l’un extérieur, deux autres intérieurs,
et l’augmentation de vitesse trois effets Venturi.


C’est pour l’instant le seul effet sur le liquide.
Est-ce à l’endroit ?

.

Bonjour Eurole.
Non. Je ne vois pas comment les vortex peuvent contrecarrer la force centrifuge.
Cordialement,

[Eurole]

Bonjour Eurole.
Non. Je ne vois pas comment les vortex peuvent contrecarrer la force centrifuge.
Cordialement,

La réponse vaut constatation que les vortex existent.
C'est un point positif.

Pour l'instant il ne s'agit pas de contre-carrer quoi que ce soit,
et encore moins quelque chose qui n'existe pas dans ce schéma: la force centrifuge.

La seule force qui existe pour l'instant est la force mécanique de l'axe et du cylindre

.

[chwebij]

Je comprends tout à fait que la force de coriolis est faible. Mais dans ton analogie c’est pareil : la force du vent latéral (vers l’Est par exemple) ne dévie pas significativement le boulet de canon... ce qui ne veut pas dire, selon moi, que le boulet peut etre devié vers l’Est OU vers l’Ouest : il sera tout de meme devié vers l’Est, meme si ce n’est pas de beaucoup.
Et j’attends la réponse d’un designer de baignoire pour qu’il me confirme que le dessin de leur baignoire est réalisé pour entretenir le mythe du tourbillon dans le meme sens !

effectivement, s'il n'y avait aucune autre force, aucune autre perturbation sur ton système, même faible la force de coriolis aurait un effet. Mais ce n'est pas le cas.
La moindre perturbation (et il y en a ) modifiera plus conséquemment la dynamique du vortex que la force de coriolis. Les perturbations du système vortex de baignoire viennent de la forme de ton syphon.
La dynamique de ces vortex est bien compliqué ( encore un domaine de recherche) et il n'existe pas encore de calcul qui dira si tel ou tel syphon donnera un tourbillon dans ce sens. Ce qui ne veut pas dire que tout l'argumentaire est faux.
Dire que la force de Coriolis à un effet sur le tourbillon de baignoire revient à dire que les moteurs électriques sont perturbés par la présence du champ magnétique terrestre. Ce sont des quantités tout à fait négligeable sur les systèmes en question.

[franzz]

salut chwebij

J’ai un peux oublié mes formules de meca flu, mais je pense que tu seras daccord pour dire que :
- si l’écoulement et la geometrie de la baignoire/syphon sont parfaitement symetriques, alors c’est la toute petite force de coriolis qui determinera le sens de rotation.
- Si le tourbillon est déjà formé, dans le sens « naturel », la force de coriolis n’est pas suffisante pour conserver le sens du tourbillon si la gémetrie n’y est pas favorable.
- Si le tourbillon est déjà formé dans le sens « contre naturel », la force de coriolis n’est pas suffisante pour changer le sens du tourbillon si la géometrie n’y est pas favorable.

Ce qui me ramene à ma question : pourquoi ça tourne toujours dans le meme sens et existe-t-il une marque de lavabo / baignoire qui contredise ce constat ?

[cricri78]

Bonjour,
Moi c'est ce que je pense et que j'ai déjà exprimé (malgré Wiki !).
Mias la géométrie du lavabo n'est jamais parfaitement symétrique, l'ouverture de la bonde non plus... Les conditions initiales sont donc prépondérantes par rapport à cette (faible) force.
En ce qui concerne le phénomène Vortex, il est quand même un peu mieux maitrisé que ce que laisserait entendre certains posts!
Ainsi il existe notamment : des pompes vortex (utilisées essentiellement en assainissement), des débitmètres ainsi que des déversoirs (en eaux pluviales)...

[Eurole]

Bonjour LPFR.
Je recommence …
Je fais tourner dans de l’eau un cylindre rouge fermé à une extrémité.
L’effet de « traînée » va engendrer trois « vortex » (parties en bleu plus clair), l’un extérieur, deux autres intérieurs,
et l’augmentation de vitesse trois effets Venturi.



C’est pour l’instant le seul effet sur le liquide.
Est-ce à l’endroit ?
.

Je continue, dans un silence assourdissant entouré de doux effets Coriolis …

Mon point de départ a été trois vortex créés par trois effets de traînée.
La traînée est considérée comme une force négative – son nom seul l’indique.

Mais c’est bien une force : lorsqu’elle disparaît un système « décroche ». Sa formule est

L’idée est d’utiliser cette force vers l’intérieur du cylindre où les points d’application de la force
centrifuge sont prisonniers.
La seule échappatoire sera l’extrémité ouverte du cylindre.

La solution envisagée consiste à profiler la périphérie du tube cylindrique comme des ailes d’avion
qui créent à leur arrière deux traînées conjointes, une de l’extrados, l’autre de l’intrados.


Ces deux forces de traînée sont figurées par deux lignes noires dans ce dessin.



Je m’attends à l’objection de l’absence de rendement.
Il y a probablement pire …

Que suis-je allé faire dans ce puits quantique, oubliant d'en dire
Bonsoir à tous.

.

[chwebij]

salut chwebij

J’ai un peux oublié mes formules de meca flu, mais je pense que tu seras daccord pour dire que :
- si l’écoulement et la geometrie de la baignoire/syphon sont parfaitement symetriques, alors c’est la toute petite force de coriolis qui determinera le sens de rotation.

sauf que cette configuration n'existe pas. de plus, si on calcule le Reynolds de ce tourbillon:


avec nu=1.10^-6 m2/s
U=0.1 m/s
L= 510^-2 m

on a
la dynamique des tourbilllons de baignoire est donc hautement non linéaire, ce qui ne simplifie pas le problème.

on pourra par exemple s'amuser à changer l'inclinaison de la baignoire pour voir l'effet sur le sens de rotation, ou alors perturbé le vortex en plaçant un petit bout de scotch près du syphon.

quand je dis qu'on n'est pas encore au point sur les vortex, j'ai beaucoup d'exemples sur les recherches actuelles plus particulièrement le développement d'instabilité sur ces vortex ou tourbillons.

[LPFR]

Bonjour Eurole.
Pourriez-vous ajouter des flèches dans votre dessin pour indiquer le sens du mouvement du liquide?
Et ce serait encore mieux si vous pouviez donner une indication des vitesses relatives (où ça va plus vite et où plus lentement).
Dernière question: est-ce l'axe central qui entraîne le liquide?
Cordialement,

[obi76]

quand je dis qu'on n'est pas encore au point sur les vortex, j'ai beaucoup d'exemples sur les recherches actuelles plus particulièrement le développement d'instabilité sur ces vortex ou tourbillons.

Salut !

Je confirme

[Eurole]

Bonjour Eurole.
Pourriez-vous ajouter des flèches dans votre dessin pour indiquer le sens du mouvement du liquide?
Et ce serait encore mieux si vous pouviez donner une indication des vitesses relatives (où ça va plus vite et où plus lentement).
Dernière question: est-ce l'axe central qui entraîne le liquide?
Cordialement,

Bonjour LPFR.

Dans ces premiers schémas le liquide est entraîné à la fois par l’axe central et par le cylindre évidé qui en est solidaire.
J’ai indiqué par des flèches le sens des mouvements du liquide, mais non les vitesses relatives ni les tourbillons qu’ils génèrent notamment de part et d’autre du bord d’attaque.
Ce sera éventuellement pour une prochaine fois, selon les critiques.

Les vitesses du liquide sont par définition relativement inférieures à celles de l’axe et du cylindre qui constituent un maximum.

[LPFR]

Bonjour LPFR.

Dans ces premiers schémas le liquide est entraîné à la fois par l’axe central et par le cylindre évidé qui en est solidaire.
J’ai indiqué par des flèches le sens des mouvements du liquide, mais non les vitesses relatives ni les tourbillons qu’ils génèrent notamment de part et d’autre du bord d’attaque.
Ce sera éventuellement pour une prochaine fois, selon les critiques.

Les vitesses du liquide sont par définition relativement inférieures à celles de l’axe et du cylindre qui constituent un maximum.

Re.
Merci Eurole, mais je ne vois pas ce montage fonctionner comme une "pompe centripète".
Même si le mouvement des ailerons pousse l'eau vers le centre, il faudrait déjà qu'il arrive à surmonter les forces centrifuges dues à la rotation du liquide. Il faudrait éviter que le liquide tourne.
Je ne vois pas non plus, en quoi la rotation de l'axe central aiderait l'effet "centripète". Je le vois toujours comme une pompe centrifuge sans ailettes.
Cordialement,

[Eurole]

Re.
Merci Eurole, mais je ne vois pas ce montage fonctionner comme une "pompe centripète".
Même si le mouvement des ailerons pousse l'eau vers le centre, il faudrait déjà qu'il arrive à surmonter les forces centrifuges dues à la rotation du liquide. Il faudrait éviter que le liquide tourne.
Je ne vois pas non plus, en quoi la rotation de l'axe central aiderait l'effet "centripète". Je le vois toujours comme une pompe centrifuge sans ailettes.
Cordialement,

Comme pompe centrifuge, il y a certainement mieux.

Pour que la pompe devienne centripète, il faut que la force de traînée entraîne le liquide extérieur vers le centre, c'est-à-dire soit supérieure à la force centrifuge
Dans ce cas, que le liquide tourne ou non à l'intérieur, il sortira par la partie évidée centrale.

L'axe n'a qu'un rôle accessoire mais me semble accentuer le vortex central, réduire la masse centrifuge et favoriser l'écoulement.

.

[Eurole]

...L'axe n'a qu'un rôle accessoire mais me semble accentuer le vortex central, réduire la masse centrifuge et favoriser l'écoulement.
.

Si l'axe tournait dans le sens inverse de la périphérie, les performances seraient meilleures, mais au prix d'une mécanique plus compliquée analogue à un train épicycloïdal.


.

[LPFR]

Re.
Et quel serait l'intérêt d'un tel engin, si on arrivait à le faire fonctionner?
Par rapport à une pompe centrifuge, par exemple.
Cordialement,

[Eurole]

Re.
Et quel serait l'intérêt d'un tel engin, si on arrivait à le faire fonctionner?
Par rapport à une pompe centrifuge, par exemple.
Cordialement,

Formes simples,réduites et compactes.
Liquides chargés ou visqueux.
...

Si l'engin fonctionne, il aura ses applications.

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