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Somme de pression



  1. #1
    EspritTordu

    Somme de pression


    ------

    Bonjour,

    Soit un raccord de tuyau en forme de Y inversé, disposant de trois orifices(A, B, C) dont l'un est placé à la verticale (A) et les deux autres (B,C) faisant entre elles un petit angle.

    Si dans B et C, on branche deux tuyaux où la pression est de 1 bar, obtient-on alors en A, un fluide d'environ 2 bars?


    Merci d'avance.

    -----

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  3. #2
    Widget

    Re : Somme de pression

    je ne suis pas du tout calé en thermo mais je ne pense pas que les pressions puissent s'additionner de cette façon. si tes tuyaux sont en équilibre ils sont tous soumis à la meme pression.

    sinon le fluide sécoule dans ces tuyaux si mes souvenirs sont bons tu dois utiliser la relation de bernouilli.

    dsl de ne pas pouvoir t'aider davantage

  4. #3
    oleasluv

    Re : Somme de pression

    Il manque des hypotheses en pagailles.


    Debit en B et C, diametre, connection en A (point de mesure ou a l'air libre)

    Si B et C 1 bar absolu de pression totale, ben en A 1 bar absolu de pression totale sauf blocage sonique a l'Y, a la difference d'altitude pres, a la difference de perte de charge pres.

    En regime subsonique, les pressions sont continues, la pression totale se conserve (au perte de charge pres toujours)

    En regime supersonique, (choc a l'Y) a la traverse du front de choc la pression totale diminue.

    Dans tout les cas PA<=PB=PC (encore une fois pourvu qu'on parle de pression totale en B et C)

  5. #4
    EspritTordu

    Re : Somme de pression

    Je résume : en clair la pression est identique sur les trois orifices??? Les forces ne s'ajoutent-elles pas?

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    sitalgo

    Re : Somme de pression

    La pression est identique sur les trois.

    Les forces sur chacun des bouchons, qui viendraient fermer les tuyaux, dépendent de la section des tuyaux. A pression égale, les forces ne sont donc pas forcément égales.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  8. #6
    EspritTordu

    Re : Somme de pression

    Bon , c'est vrai, je ne précise pas tout, car le reste est à prendre au plus simple et au plus évident (les tubes sont de mêmes sections, les débits d'arrivée identiques, régime non turbulent et non supersonique, pas de frottement dû au tube sur le fluide, altitude négligée).

    Mais j'ai du mal à me faire à l'idée que si j'alimente B et C par 1 bar avec une pompe, je ne me retrouve qu'avec 1 bar et non pas environ 2 en sortie en A (les tubes ABC ont les mêmes sections, donc les mêmes forces pour B et C)

    Voilà une image que je trouve pertubante pour compendre mon problème. Si je prends deux particules identiques en tout point, y compris leur masse et leur volume et leur force de poussée. Ces deux particules suivent deux trajectoires suivant les axes de définition des entrées B et C et vont donc toutes deux rentrer en collision au centre du Y. En raison de la forme du tube, par rebonds, les deux particules vont être expulsées par A. Selon l'additivité des forces, FB +FC=FA soit FBy+FCy=FAy si on admet un repère à deux dimensions x,y avec y à la verticale, vers le haut. Si les tubes ont le même diamètre, alors les pressions dans la foulée s'additionnent.....???? C'est contradictoire, pourquoi si'l vous plaît?

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  10. #7
    invite50625854

    Re : Somme de pression

    Je n'ai pas vraiment compris ton raisonnement, désolé.
    Ce que je vais dire est certainement faux, mais bon.

    Ne pourrait on pas voir ton problème ainsi :
    le deux tuyeau d'entrée ont le même débit, peut on considérer que les deux premiers tuyeaux peuvent se réduire à un seul de section de fois plus grande, et de débit double avec une préssion 1 bar ?
    Alors nous avons, à la place de la jointure du Y, un étranglement de ce gros tuyeau imaginaire, qui voit sa section diminuer de 2 fois. La vitesse est alors doublé, et la pression divisée par deux et non pas multiplié par deux.

    Dans tout les cas la vitesse est deux fois plus élevée à la sortie qu'a l'entrée, la pression est selon moi deux plus faible. Voir effet Ventury.

  11. #8
    sitalgo

    Re : Somme de pression

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Si je prends deux particules identiques en tout point, y compris leur masse et leur volume et leur force de poussée. Ces deux particules suivent deux trajectoires suivant les axes de définition des entrées B et C et vont donc toutes deux rentrer en collision au centre du Y. En raison de la forme du tube, par rebonds, les deux particules vont être expulsées par A. Selon l'additivité des forces, FB +FC=FA soit FBy+FCy=FAy si on admet un repère à deux dimensions x,y avec y à la verticale, vers le haut. Si les tubes ont le même diamètre, alors les pressions dans la foulée s'additionnent.....???? C'est contradictoire, pourquoi si'l vous plaît?
    Dans ton exemple, selon que tu envoies en A seulement ou A et B, tu doubles la densité de particules.
    La pression est due à l'effet de l'agitation moléculaire sur les parois, qu'il y ait une ou n sources pour fournir la pression, cette dernière ne change pas, ça ne change donc pas la densité de particules.

    Pourquoi la pression ne change-t-elle pas ? Prends une pompe capable n Pa maxi (jusqu'au débit nul) et gonfle le Y au maximum. Branche ensuite une deuxième pompe sur le Y, pourquoi l'air qui est à n Pa dans la pompe sortirait-il de la pompe puisque le Y est déjà à n Pa ?
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  12. #9
    EspritTordu

    Re : Somme de pression

    Citation Envoyé par Youry Voir le message
    Je n'ai pas vraiment compris ton raisonnement, désolé.
    Ce que je vais dire est certainement faux, mais bon.

    Ne pourrait on pas voir ton problème ainsi :
    le deux tuyeau d'entrée ont le même débit, peut on considérer que les deux premiers tuyeaux peuvent se réduire à un seul de section de fois plus grande, et de débit double avec une préssion 1 bar ?
    Alors nous avons, à la place de la jointure du Y, un étranglement de ce gros tuyeau imaginaire, qui voit sa section diminuer de 2 fois. La vitesse est alors doublé, et la pression divisée par deux et non pas multiplié par deux.

    Dans tout les cas la vitesse est deux fois plus élevée à la sortie qu'a l'entrée, la pression est selon moi deux plus faible. Voir effet Ventury.
    Citation Envoyé par sitalgo Voir le message
    Dans ton exemple, selon que tu envoies en A seulement ou A et B, tu doubles la densité de particules.
    La pression est due à l'effet de l'agitation moléculaire sur les parois, qu'il y ait une ou n sources pour fournir la pression, cette dernière ne change pas, ça ne change donc pas la densité de particules.

    Pourquoi la pression ne change-t-elle pas ? Prends une pompe capable n Pa maxi (jusqu'au débit nul) et gonfle le Y au maximum. Branche ensuite une deuxième pompe sur le Y, pourquoi l'air qui est à n Pa dans la pompe sortirait-il de la pompe puisque le Y est déjà à n Pa ?

    Je ne comprends pas très bien votre exemple avec les pompes...

    Je ne suis pas convaincu...

    Mon additivité de force n'est pas fausse, non?

    La densité des particules n'est elles pas plus élevées cependant au milieu du Y? Si je fais rentrer 2 volumes V de gaz dans un volume V, la pression n'en est pas doublée?

    Qu'est-ce que cela change si on fait varier alors l'angle des pattes B et C du Y?


    Ce qui change c'est donc la vélocité comme dans les Venturi.
    Si je place mon système a fleur d'eau de manière que seul A soit à l'air, il n'y a pas d'eau qui jaillit de A??

  13. #10
    oleasluv

    Re : Somme de pression

    Esprit tordu,

    Je crain que tu ne confonde mecanique des fluide et mecanique des solides.

    En meca flotte, la pression et la temperature sont des representation macroscopique d'etat moyen microscopique.

    Dans le cas ideal que tu decris, il n'y a pas de perte, et si on neglige les force de pesanteur (difference de hauteur entre les point de controle/mesure) les pressions s'equilibre.

    La pression c'est une representation du libre parcour moyen des particules (molecule/atome). Dans le volume represente, avoir la meme pression partout signifie que les particules occupes le volume disponible de facon homogene, elles ont donc la meme pression.

    Il ne faut pas confondre particule la matiere elementaire avec particule, le volume de controle elementaire de la mecanique Eulerienne, qui est la particule qu'on peu "tracee"

    Il semble de plus que tu confonde pression d'arret, pression statique et pression dynamique.

    Les forces dont tu parles sont des effet mecanique qui s'applique sur un solide. N'oublie pas que la definition d'un fluide c'est "matiere qui se deforme sous l'effet d'une force aussi faible soit elle".

  14. #11
    EspritTordu

    Re : Somme de pression

    C'est vrai que mon exemple considère des particules indéformables. Mais la mécanique des fluides suppose, elles aussi, des particules "solides" (acceptées indéformables et correspondant à un groupage) comprenant un certain nombre de molécules. Des particules mathématiques, qui plus elles sont petites, plus le modéle est précis n'est-ce pas?

    D'ailleurs, si à la place de l'eau, on mettait des billes microscopiques en verre (sans frottement), n'aurait-on pas un phénomène similaire?

    Je ne précise pas la pression et jongle entre les trois je crois. Quelles sont les différences entre elles s'il vous plaît?

    Dans le cas ideal que tu decris, il n'y a pas de perte, et si on neglige les force de pesanteur (difference de hauteur entre les point de controle/mesure) les pressions s'equilibre.
    Hum qu'est que vous voulez dire précisement?

  15. #12
    invite50625854

    Re : Somme de pression

    Je ne pense vraiment pas que la pression est là même partout, se serait le cas si la section du tuyeau de sortie était double de celle d'une des entrée.

    Je pense que mon analogie avec Ventury est tout à fait valable.

    La densité des particules n'est elles pas plus élevées cependant au milieu du Y? Si je fais rentrer 2 volumes V de gaz dans un volume V, la pression n'en est pas doublée?
    Je ne pense pas, car la vitesse augmente aussi, il ne faut pas omettre ce paramètre.

    Ce qui change c'est donc la vélocité comme dans les Venturi.
    En tu cas moi je suis convaincu que c'est analogue. Je ne vois pas la différence entre deux tuyeau qui s'ajoute dans un, et 1 gros tuyeau qui s'étrangle dans un petit. Bien sûr nous négligeons les pertes de charges.


    Si je place mon système a fleur d'eau de manière que seul A soit à l'air, il n'y a pas d'eau qui jaillit de A??
    Je ne comprend pas, si débit il y a dans B et C alors de l'eau sort forcément par A...

    Pour que de l'eau ne sorte pas de A il faudrait que la pression du fluide soit inférieur à 1 bar.
    Dans les données tu donne B et C sont à 1 bar, donc A est a 1/2 bar, l'eau ne sortirait donc pas de A.
    Mais est ce possible d'avoir 1 bar dans le tuyeau B et C tout en ayant un écoulement ?

    Si une pompe injecte un fluide dans les tuyeau B et C, que l'entrée de la pompe est à 1 bar (pression atmosphérique), alors on a forcément plus que 1 bar à la sortie. Donc je pense que B et C ne peuvent pas être à 1 bar...

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  17. #13
    invite50625854

    Re : Somme de pression

    Petite question quand tu dis :
    Soit un raccord de tuyau en forme de Y inversé, disposant de trois orifices(A, B, C) dont l'un est placé à la verticale (A) et les deux autres (B,C) faisant entre elles un petit angle.
    Le fait d'être verticale est il important ? En d'autre terme néglige tu la gravité ?

  18. #14
    oleasluv

    Re : Somme de pression

    Esprit tordu,


    en meca flotte on ne parle pas de particule quasi solide.
    Vouloir siuvre les partiule de fluide, c'est un reflexe lagrangien.

    En mecanique des fluides on regarde ce qui passe dans un volume de controle.

    Dans ton Y si tu neglige la pesanteur, les frottement et la viscosite, Bernouilli te dis meme pression totale partout.

  19. #15
    EspritTordu

    Re : Somme de pression

    En tu cas moi je suis convaincu que c'est analogue. Je ne vois pas la différence entre deux tuyeau qui s'ajoute dans un, et 1 gros tuyeau qui s'étrangle dans un petit. Bien sûr nous négligeons les pertes de charges.
    Oui, il semble que cela ressemble aux Venturi. Mais la différence, c'est qu'ici, il n'existe pas de colonne de fluide central directement alignée sur la colonne de sortie (et donc prioritaire pour la sortie je pense?).

    Pour que de l'eau ne sorte pas de A il faudrait que la pression du fluide soit inférieur à 1 bar.
    Ou que A soit aussi à 1 bar. Si la pression reste identique sur les trois orifices(B et C sont à 1 bar), cela explique que l'eau ne sorte pas.

    J'ai considéré que le tube A est verticale de manière à bien figer et simplifier les idées, mais a priori non il n'y aucune raison particulière à ce choix qui finalement introduit une ambiguité sur la pesanteur du fluide (puisqu'on néglige la différence d'altitude)...

    Dans ton Y si tu neglige la pesanteur, les frottement et la viscosite, Bernouilli te dis meme pression totale partout
    Oui c'est juste. Mais l'équation de Bernouilli est simplement un formalisme de bilan énergétique assez grossier a vrai dire(mais fonctionnelle pour autant! ). Mais elle n'explique pas pourquoi ma somme des forces est fausse ou bien que mes billes de verre se comportent comme l'eau. Peut-être une étude précise des collisions des particules au niveau du noeud de liaision du Y explique pourquoi on double la vitesse plutôt que la pression?


    Un lien :
    http://forums.futura-sciences.com/sh...hlight=venturi

  20. #16
    invite50625854

    Re : Somme de pression

    Selon l'additivité des forces, FB +FC=FA soit FBy+FCy=FAy
    Cette force que tu appelle force de poussée, j'ai vraiment du mal à voir ce qu'elle représente.
    Si Fby est la poussée verticale exercée par la particule arrivant par B, et Fcy celle arrivant par C. Que représentent Fay ? J'ai l'impression que tu fais un bilan entre deux particules qui en choquent une (celle en A). Mais ce n'est pas ce qui se passe. Dans A il y a alors deux particules (car deux sont entrées).

    Cette force est elle nécessairement liée à la pression ? Car si je poursuit le raisonnement, la force Fax = 0, car Fbx=-Fcx, de ce fait la pression serait nulle dans une direction est pas dans l'autre ? Pourtant la pression s'exerce dans tout les sens... Est tu sûr que cette force est en relation avec la pression ? Que représente cette force ?

    L'additivité des forces n'est pas fausse, mais qu'est ce qu'elle apporte ? Si Fay est appliquée à 2 particules, on a sur chacune des particules la même force de poussée qu'au départ. En revance, on a deux fois plus de particule. Reste à savoir si ces particules supplémentaires provoquent une augmentation de pression, ou de vitesse.

    Moi, j'opte pour une augmentation de la vitesse.

  21. #17
    oleasluv

    Re : Somme de pression

    Esprit tordu,

    le bilan des forces dans ton Y c'est

    Somme de ds.p=0 ou ds est un element de surface du Y et p la pression.

    ds.p est ta fameuse "force" en fait c'est plutot une deniste de force, sauf que le bilan ne se fait pas sur les 3 entreses mais sur l'integralite de la surface du Y. Tu ne peux pas projete 3 force pour faire ton bilan:

    Soit les 3 bouts du Y sont non ferme donc aucune force ne s'applique (pas de surface, donc ds.p =0 car ds=0), soit les Y sont fermer et allors une force s'applique mais dans ton bilan de force tu oublie tout le reste du Y.




    Pour finir,

    Tu persiste a vouloir interprete de facon macroscopique des phenomenes microscopique.

    Du point de vue microscopique, la pression c'est proportionnel au nb de choc sur la parois. Il faut garder en tete que les particules se deplace de facon aleatoire ET dans tous les sens. Tu ne peux pas suivre UNE particule car son mouvement est aleatoire. La seule chose que tu peux suivre c'est un volume de controle de particule qui tu point de vue moyen suit un mouvement non aleatoire.

    Quand on parle de poudre/bille, il y a qq analogie avec les fluides mais tu as une taille critique (celle du solide elementaire) que tu n'as pas en fluide. L'ecoulement d'un fluide ne depend pas de la taille de la molecule elementaire (du moins pas geometriquement) alors que l'ecoulement d'une poudre est intrinseque lie a la taille moyenne de la poudre.

  22. #18
    EspritTordu

    Re : Somme de pression

    Citation Envoyé par Youry Voir le message
    Cette force que tu appelle force de poussée, j'ai vraiment du mal à voir ce qu'elle représente.
    Si Fby est la poussée verticale exercée par la particule arrivant par B, et Fcy celle arrivant par C. Que représentent Fay ? J'ai l'impression que tu fais un bilan entre deux particules qui en choquent une (celle en A). Mais ce n'est pas ce qui se passe. Dans A il y a alors deux particules (car deux sont entrées).

    Cette force est elle nécessairement liée à la pression ? Car si je poursuit le raisonnement, la force Fax = 0, car Fbx=-Fcx, de ce fait la pression serait nulle dans une direction est pas dans l'autre ? Pourtant la pression s'exerce dans tout les sens... Est tu sûr que cette force est en relation avec la pression ? Que représente cette force ?

    L'additivité des forces n'est pas fausse, mais qu'est ce qu'elle apporte ? Si Fay est appliquée à 2 particules, on a sur chacune des particules la même force de poussée qu'au départ. En revance, on a deux fois plus de particule. Reste à savoir si ces particules supplémentaires provoquent une augmentation de pression, ou de vitesse.

    Moi, j'opte pour une augmentation de la vitesse.
    Vu comme çà, c'est vrai qu'on envisage trois et non pas deux particules. Mon calcul est alors vraiment hors de propos!

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  24. #19
    EspritTordu

    Re : Somme de pression

    Quand on parle de poudre/bille, il y a qq analogie avec les fluides mais tu as une taille critique (celle du solide elementaire) que tu n'as pas en fluide. L'ecoulement d'un fluide ne depend pas de la taille de la molecule elementaire (du moins pas geometriquement) alors que l'ecoulement d'une poudre est intrinseque lie a la taille moyenne de la poudre.
    J'ai du mal à saisir comment de petites particules de poudre peuvent se comporter différamment des molécules de fluides. Peut-être s'agit simplement du fait que le contact molécule-molécule est élastique tandis que les billes de poudre sont nécessairement inélastique (contact brut matière contre matière)? Si ces particules de poudre sont chargées electriquement, le comportement se rapproche-t-il alors des molécules de fluides?

  25. #20
    EspritTordu

    Re : Somme de pression

    Pour résumer si B et C sont alimentés en 1 bar :
    -si A est ouvert, la pression dynamique est de 1bar?
    -si A est fermée, la pression d'arrêt est de 2 bar?

  26. #21
    invite50625854

    Re : Somme de pression

    Pour résumer si B et C sont alimentés en 1 bar :
    -si A est ouvert, la pression dynamique est de 1bar?
    -si A est fermée, la pression d'arrêt est de 2 bar?
    Pour le cas A est ouvert,comme j'y vois un ventury je dirais 1/2 bar.
    Mais je répète, comment faire un écoulement dans B et C avec seulement 1 bar ?

    Si on imagine ton Y à l'horizontale (pas de gravité). Et qu'on immerge dans un lac (juste sous la surface). En B,C,A on a bien 1 bar, mais on a aucun écoulement...

    Pour le cas fermé, il n'y a pas d'écoulement, on a affaire à un fluide statique, la pression est la même partout dans le Y. Soit 1 bar si B a 1bar.

  27. #22
    EspritTordu

    Re : Somme de pression

    Oui 1 bar c'est pour l'explication. En effet, il est plus commode de choisir une pression supérieure à la pression atmosphérique pour pouvoir avoir ne serait-ce qu'un petit écoulement écoulement.

    Je crois que cela commence à rentrer dans ma tête. J'y vois un peu plus clair.

    Une dernière question. Pour pouvoir augmenter la pression, l'additionner pour tout dire, on a deux possibiltés :
    -soit on augmente le diamètre de sortie (en fonction d'un débit au carré selon Bernouilli ; donc il faut envisager large de suite) et on se garantit d'avoir toujours un écoulement;
    -soit on additionne les sources pressurisées par un solide conique qui permettera de concentrer l'effort sur sa petite section, n'est-ce pas? Mais dans ce cas là, on perd la continuité, puisqu'il faut, comme une pompe, envisager un cycle (de retour des pièces à la position initiale) pour garantir un débit constant.

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