Rhéologie

[Alienorr]

Bonsoir !

Je fais appel à vous car je suis face à un tp de Rhéologie pour lequel je n'ai aucun cours et j'avoue avoir énormément de mal à le préparer en amont de ma séance de mercredi.
Me sont données deux formules :
* celle du taux de cisaillement ( dérivée de la vitesse par rapport à la position sur z en s-1

* la relation entre la contrainte, la constante de proportionnalité et le taux de cisaillement
Voici mon protocole :

Régler la température de consigne à 25°C
Préparer la solution d'amidon de maïs : dissoudre 20g d'amidon de maïs dans environ 30mL d'eau distillée.

Mettre en place le cylindre mobile N°1 sur l'axe du rhéomètre. Verser 30mL de la solution d'amidon de maïs dans le cylindre récipient en inoxn°1. Insérer délicatement le cylindre récipient autour du cylindre mobile et le bloquer. attention à ne pas faire déborder. Vérifier que la température mesurée est stable.

Mesurer la viscosité de la solution d'amidon en fonction du taux de cisaillement. Vous ferez varier le taux de cisaillement entre 20 et 250s-1. Vous réaliserez au préalable, un pré-cisaillement à 10 s-1 pendant 2 minutes. réalisez une seconde série de mesures de viscosités soit à 35°C, soit en diluant la solution d'amidon de maïs.

Exploitation:

Comment soit reliés le couple et la contrainte ("tension de cisaillement") ?
Comment sont reliés la vitesse de rotation et le gradient de cisaillement ?
Tracer la variation de la constante de proportionnalité en fonction du taux de cisaillement aux différentes températures/concentrations.
Commenter l'allure des courbes et leurs positions relatives .

C'est peut être très simple mais il y à plusieurs choses que je ne comprend pas. Tout d'abord, qu'est ce que le couple ? J'ai pu lire que le rhéomètre mesure le couple exercé en fonction de la vitesse de rotation et calcule la contrainte et le taux de cisaillement en connaissant la géométrie des cylindres, autrement dit leurs hauteurs et leurs rayons, mais je ne comprend pas comment est ce que la géométrie du cylindre est relié à ces deux choses.

De plus, autre interrogation un peu bête, le gradient de cisaillement et le taux de cisaillement, est-ce la même chose ?

Je ne vois absolument pas comment aborder ce tp, pourriez vous me donner des pistes ?

En vous remerciant,
Aliénor
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[gts2]

Tout d'abord, qu'est ce que le couple ?

Le couple est le moment résultant des contraintes, il faut donc sommer les moments (la somme se ramène à une simple multiplication).

La géométrie du cylindre intervient car la contrainte est une force par unité de surface (comme une pression)

le gradient de cisaillement et le taux de cisaillement, est-ce la même chose ?

Oui

[moco]

Ce qu'il faudrait savoir, c'est où tu en es. Es-tu un étudiant ? un journaliste ? un chef d'entreprise ? Qu'est-ce que c'est ce TP ? As.tu des TP de chimie, de physique, de mécanique ? Comment mesures-tu la viscosité ? quelle viscosité ?`Statique ou dynamique ? Qu'est-ce que l'axe du rhéomètre ? Quelle température mesure-t-on ? Comment se fait-il qu'on vous demande d'exécuter un TP dans un domaine que vous ne connaissez pas ?

[gts2]

Comment se fait-il qu'on vous demande d'exécuter un TP dans un domaine que vous ne connaissez pas ?

Cela, c'est un classique de la nouvelle pédagogie.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Alienorr]

Bonsoir, veuillez excuser cette réponse tardive.
Je suis étudiante en deuxième année de licence de Chimie. Ce tp est dans le cadre d'un UE pour lequel nous ne faisons que des tp et pas de cours. C'est d'ailleurs le cas de nombreux UE au cours du semestre.
Etant en licence de chimie je n'ai pas de tp de mécanique ou de physique, les seules bases que je possède sont celles de ma première année en licence de physique-chimie.
Malheureusement je suis dans l'incapacité de répondre à vos questions concernant le sujet car je ne possède pas d'informations complémentaires à celles que j'ai déjà indiqué

[Alienorr]

Serait-il alors correct pour répondre à "Comment soit reliés le couple et la contrainte ("tension de cisaillement") ?" d'exprimer la contrainte de cette façon : somme des moments/surface , ici il n'y aurait que la force tangentielle de cisaillement qui entrerait en jeu, et je me trouve en présence de cylindre donc contrainte = F(tangentielle)/A avec A=2*pi*r^2+2*pi*r*h.

Pour ce qui est de la question suivante, "Comment sont reliés la vitesse de rotation et le gradient de cisaillement ?" , je vous joint une ébauche de proposition, mais je pense cela faux car je crois tenir compte de la vitesse de déplacement du plateau mobile et pas la vitesse de rotation.

[gts2]

Pour le début, l'idée est la bonne mais
- il s'agit de sommer les moments, pas les forces (la somme vectorielle des forces est nulle : faire un dessin pour s'en convaincre) ; il faut calculer le moment élémentaire puis sommer
- la somme va a se réduire à une simple multiplication faisant intervenir en effet la surface mais uniquement latérale du cylindre (le gradient est entre les deux cylindres)

Un gradient n'est pas une vitesse : c'est une dérivée spatiale, il faut donc calculer la vitesse en deux points et assimiler le gradient à (v(M2)-v(M1))/M2M1