viscosité d'un fluide

[invitecaa1450e]

Bonjour à tous,
je me pose la question suivante: la viscosité ( cinématique ou dynamique ) d'un fluide est-elle intrinsèque au fluide en question?

J'ai toujours pensé que oui puisqu'il existe des tables qui nous les donnent sans parler de surface mais s'il s'agit d'une sorte de coefficient de frottement, il doit bien dépendre de la surface ( au sens matériau ) non ?
Wikipédia parle de frottement entre deux couches de ce fluide mais alors ce n'est plus valable pour le fluide en contact avec la paroi ...

Enfin bref ce n'est pas tres clair pour moi donc merci à vous si vous pouvez m'en dire plus.
-----

[yahou]

Salut

la viscosité ( cinématique ou dynamique ) d'un fluide est-elle intrinsèque au fluide en question?

Elle est effectivement fortement liée à la nature du fluide, mais peut dépendre aussi des conditions de température, pression...

il existe des tables qui nous les donnent sans parler de surface mais s'il s'agit d'une sorte de coefficient de frottement, il doit bien dépendre de la surface ( au sens matériau ) non ?
Wikipédia parle de frottement entre deux couches de ce fluide mais alors ce n'est plus valable pour le fluide en contact avec la paroi ...

Il est plus intuitif de le voir comme un effet de surface entre deux couches de fluides ayant des vitesses différentes, mais en réalité la vitesse varie continûment dans le fluide, et au final la force de viscosité est équivalente à une force volumique.

Pour ce qui est du contact avec un solide, il se traduit par une condition aux limites : le fluide a la même vitesse que le solide au niveau de la paroi. Ensuite on peut s'intéresser à l'équation d'évolution du fluide avec ces conditions aux limites et oublier le solide.

[invitecaa1450e]

Merci yahou pour ta réponse.
Donc si je comprends bien le coefficient viscosité est "défini" par la force de viscosité et donc indépendant de la surface?

[invite21126052]

Je pense que l'approche n'est ici pas la bonne.

Il est –selon moi– préférable de parler de deux autres quantités, pour ensuite définir éventuellement la viscosité:

D'une part, les contraintes de cisaillement, d'autre part le taux de cisaillement.

Pour faire simple, la contrainte de cisaillement, c'est la force tangentielle par unité de surface (une pression donc) qui s'exerce entre deux couches de fluide qui s'écoulent en "glissant" l'une par rapport à l'autre... C'est un peu analogue aux frottements d'un solide sur un autre.
Pour un fluide parfait, on néglige tout phénomène de ce type.

Le taux de cisaillement, c'est la dérivée par rapport au temps de la déformation de cisaillement, la déformation de cisaillement correspondant à un gradient de... déformation. Plus visuellement: pour deux couches planes, le taux de cisaillement c'est un peu comme l'accélération d'une couche par rapport à l'autre. (ensuite l'expression va dépendre de la géométrie particulière, mais l'idée c'est ça)

J'espère que j'ai pas éte trop théorique et que ça t'a permis d'y voir un peu plus clair... (non non mon but n'était pas de t'embrouiller!)

Pour certain fluide, on a de la chance, ces deux grandeurs sont proportionnelles. Le rapport des deux s'appelle la viscosité. Ainsi:
pour une viscosité forte, il faudra une contrainte forte pour avoir une accélération, et pour une viscosité faible, une contrainte faible entraînera une accélération déjà "sympa".
Tu peux mettre cette formulation en relation formelle avec la loi de Newton F=ma...
Un tel fluide est qualifié de newtonien (je sais pas si ça a effectivement un rapport avec sa loi). Exemple: eau, vaseline, miel, huile....

Cependant, la nature étant vicieuse (c'est plus drôle comme ça, sinon y aurait plus rien à chercher!), il existe des fluides qui ne satisfont PAS à cette proportionnalité. Et alors là, tout peut arriver: certains ne s'écoulent pas en dessous d'une certaine contrainte, et sont "linéaires" au delà (fluide dit de Bingham); exemple, le dentifrice: qd tu retournes le tube, si t'appuies pas, rien ne sort. Pour d'autres, le temps intervient: propriété de thixotropie; typiquement, plus on "touille" le liquide, moins il est visqueux! (la peinture, certaines boues, la mayonnaise). Et là, pour des calculs anaytiques, ça devient beaucoup moins sympa.

On peut aussi montrer que physiquement, la viscosité correspond à un transfert de quantité de mouvement: plus la viscosité est grande, plus cet échange est efficace: en effet, l'énergie apportée par l'application d'une contrainte sera rapidement distribuée dans tout le liquide, et donc l'accélération sera plus "étalée" dans l'espace, elle sera plus uniforme. Donc chaque couche de fluide aura une accélération faible par rapport à chacune des couches voisines, et la vitesse de déformation (le taux de cisaillement) sera d'autant plus faible. Une viscosité faible en revanche signifie que chaque couche garde "jalousement pour elle" l'énergie pour elle, donc elle aura tendance à mieux accélerer par rapport à ses voisines.


Bon, j'espère que c'est un peu plus clair et que j'ai pas été trop théorique (non non mon but n'était pas de t'embrouiller!)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitecaa1450e]

Ok c'est intéressant de le voir comme ca ( rien à voir avec ce que l'on m'a appris ).
En tout cas merci, c'était clair et de toute facon j'aime bien la théorie

[Gwyddon]

Peut-être que ça pourra t'aider si tu veux faire des recherches en plus à ce sujet : les fluides à viscosité donnée sont appelés fluides newtoniens, les fluides qui n'ont pas de viscosité en tant que tel sont nombreux et certains sont dit rhéo-fluidifiants, d'autres "rhéo-épaississant".

[omicron]

Bonsoir,

Je fait remonter ce post un peu vieux, car je suis tombé sur un problème que j'aimerai vous soumettre.

C'est une question sur le cisaillement d'un fluide Newtonien entre 2 plans horizontaux.

Voilà l'intitulé,

On place un fluide Newtonien entre deux plans horizontaux espacé d'une distance d.
Le plan supérieur est animé d'une vitesse U.
/z
/
/ ------>x
Le profil des vitesses est de la forme V=Vx(z) (suivant x dépendant de z)
Les conditions limites sont Vx(d)=U et Vx(0)=0 (conditions de non glissement).

=> Vx(z)=(U/d)*z

On cherche a déterminer la contrainte qu'exerce le fluide sur le plan supérieur.
Voilà ce que me donne la formule:

Cxz= éta * dVx/dz = éta * U/d (car fluide Newtonien)

Hors C devrait être négatif le fluide retient la paroi qui avance avec une vitesse U.
Je n'arrive pas à trouver ce fameux signe même en torturant les formules...
Si quelqu'un a une petite idée je suis preneur ...

Merci d'avance
Cordialement
Romain

[omicron]

Forum trop réactif, ma question est déjà dans les oubliettes ...up up

[FC05]

A mon avis, mais à confirmer ...

Tu fais de la méca des fluides donc tu as calculé la force de la plaque sur le fluide ... d'où le problème de signe ...

[invite5d23ec40]

Bonjour, je suis élève en prépa et je fais mon TIPE sur les fluides non newtoniens
j auras besoin de trouver un fluide a taux de seuil ou fluide de bingham pour réaliser une expérience. Je vais mesuere le taux de seuil et il faudrait que celui du fluide en question soit assez élevé pour pouvoir mesurer plus facilement.
Auriez vous une idée? quelquechose de facil a trouver et pas trop cher ( je suis étudiant )
merci

[LPFR]

Bonjour.
Je viens de découvrir le nom de "fluide de bingham". Avant je connaissais le liquides thixotropiques. En cherchant, j'ai trouve la pâte dentifrice. Mais je connaissais d'avant (en tant que thixotropiques) le ketchup, la peinture (celles utilisées pour peindre les murs), et même le jus de tomate. Si vous mettez du jus de tomate dans un verre et vous le remuez avec une cuillère en sortant la cuillère, le liquide continue à tourner et s'arrête et revient un peu en arrière.
Je sais aussi qu'une solution d'oxyde de vanadium est thixotropique.

L'avantage est qu'après vos mesures, vous pourrez toujours boire votre fluide de bingham (avec un peu de sel c'est meilleur) .
Je vous déconseille des cocktails à base de jus de tomate: ils n'améliorent en rien la précision des mesures .
Au revoir.