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Problème de pression hydrostatique



  1. #1
    Staze

    Question Problème de pression hydrostatique


    ------

    Bonsoir à tous,

    J'ai un problème à régler dans mon travail (je suis dessinateur en génie mécanique) et mes cours de méca sont un peu rouillés, alors je viens faire appelle à votre savoir.

    Voici mon problème :

    Je dois concevoir une porte coulissante d'un bâtiment sous marin.
    Seulement, pour dimensionner ma porte, ses fixations et son système d'étanchéité, j'ai besoin de connaitre les 2 forces s'appliquant sur cette porte.

    F1 : Pression sur la porte du coté du bâtiment ou se trouve un sas rempli d'air. (le sas de vie)
    F2 : Pression sur la porte du coté ou se trouve l'eau à une profondeur X.

    J'ai fait un schéma simplifier (très simplifié même, c'est sous paint) afin d'illustrer mon problème.
    Je voudrais donc savoir les formules me permettant de déterminer les forces F1 et F2 appliquées sur ma porte.

    Si je ne suis pas assez clair, je pourrais peut-être apporter des précisions.
    Merci à tous par avance.
    Et maintenant, le super schéma


    -----

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  3. #2
    Kley

    Re : Problème de pression hydrostatique

    Salut Staze et bienvenu à toi sur le forum
    Citation Envoyé par Staze Voir le message
    Bonsoir à tous,

    J'ai un problème à régler dans mon travail (je suis dessinateur en génie mécanique) et mes cours de méca sont un peu rouillés, alors je viens faire appelle à votre savoir.

    Voici mon problème :

    Je dois concevoir une porte coulissante d'un bâtiment sous marin.
    Seulement, pour dimensionner ma porte, ses fixations et son système d'étanchéité, j'ai besoin de connaitre les 2 forces s'appliquant sur cette porte.

    F1 : Pression sur la porte du coté du bâtiment ou se trouve un sas rempli d'air. (le sas de vie)
    F2 : Pression sur la porte du coté ou se trouve l'eau à une profondeur X.

    J'ai fait un schéma simplifier (très simplifié même, c'est sous paint) afin d'illustrer mon problème.
    Je voudrais donc savoir les formules me permettant de déterminer les forces F1 et F2 appliquées sur ma porte.

    Si je ne suis pas assez clair, je pourrais peut-être apporter des précisions.
    Merci à tous par avance.
    Et maintenant, le super schéma

    Voila:
    Force élémentaire sur un élément de surface de la porte :
    dF2 = P(x) dS

    avec : [pression]

    dF1=Patm dS

    Résultante des forces sur un élément de surface de la porte :


    La force de pression exercée sur la porte est donc:


    xg: barycentre de la porte (dans le repère),S :surface de la porte.

    Bon courage.

  4. #3
    Staze

    Re : Problème de pression hydrostatique

    waow,

    Déjà, je suis impressionné par la rapidité de réponse, merci

    En revanche, c'est un peu du chinois tout ça, serait-il possible de détailler de façon plus "claire" pour un profane comme moi, svp (j'en demande beaucoup, désolé)

    Merci.

  5. #4
    tuan

    Re : Problème de pression hydrostatique

    Bonsoir.
    Mon explication est dans la figure jointe
    Images attachées Images attachées  

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

    Re : Problème de pression hydrostatique

    Citation Envoyé par Staze Voir le message
    En revanche, c'est un peu du chinois tout ça, serait-il possible de détailler de façon plus "claire" pour un profane comme moi, svp (j'en demande beaucoup, désolé)
    J'éspere que ça t'aidera:

    Une force de pression est définit comme étant la force qu’exerce un fluide sur une surface, cette force provient des chocs des molécules du fluide sur cette surface (remarque : cette force est toujours normale à la surface sur laquelle elle s'exerce).
    F=PS
    Selon l’équation générale de la statique des fluides :


    P : Pression.
    : Masse volumique du fluide.
    X,Y,Z: Composantes des forces extérieurs(accélération) respectivement selon les axes ox,oy,oz .

    Dans ton cas la gravité est la seul force exterieur exercé sur ton systeme(X=+g).

    ..(*)

    Au niveau de la surface libre [interface Air-eau] (c.a.d en x=0) : la pression est égale à la pression atmosphérique. P(0)=Patm
    Donc en intégrant (*):


    On trouve :
    -La pression est fonction de la profondeur-

    Revenons à la force de pression :
    Sur un élément de surface dS , la Force de Pression = P(x) dS .

    Sur un élément de surface de la porte les forces de pressions sont celles exercé par l’eau et l’air :



    Pour dF1:
    comptenu de la faible influence du terme du fait de la faible masse volumique de l’air (1,2 kg/m3 à 20°C)on peut considérer que [


    La résultante des forces exercées sur dS :
    .

    Maintenant pour trouver l’ensemble des forces de pression exercées sur la surface de la porte métallique (2x3) il suffit d’intégrer :
    .
    Par définition du barycentre (xg) d’une surface S l’intégrale:


    On aboutit à:
    .

  8. #6
    Staze

    Re : Problème de pression hydrostatique

    aaaaaaah merci à tous, vous êtes tous des chefs.
    je vous remercie infiniment pour vos réponses très complète. Je pense que je vais m'en sortir avec tout ca.

    Encore merci à tous, et respect pour votre savoir

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