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

[invite4cd6edb8]

Bonjour ami(e) Forumeurs

Voila,je savait pas trop ou posé cette question donc ..

Je voulais savoir quel est le Phénomène physique qui explique la rotation de l'eau lorsque par exemple On vide la baignoire ou le lavabo ... Un tourbions se forme est j'ai remarqué que ce n'était pas due a la forme du récipient ,mais aussi y a le Sens de rotation ... On ma Dit que c'était déterminé par la rotation du la terre (PasTresConvainquant).. et qu'il été différant dans les deux hémisphère,es-Vrais ?

Même chose pour les Tornades en se qui est du Sens ...

Merci d'Avance.

-----

[cricri78]

Bonjour,
Le sens de rotation est déterminé par la force de Coriolis...

[mariposa]

Bonjour ami(e) Forumeurs

Voila,je savait pas trop ou posé cette question donc ..

Je voulais savoir quel est le Phénomène physique qui explique la rotation de l'eau lorsque par exemple On vide la baignoire ou le lavabo ... Un tourbions se forme est j'ai remarqué que ce n'était pas due a la forme du récipient ,mais aussi y a le Sens de rotation ... On ma Dit que c'était déterminé par la rotation du la terre (PasTresConvainquant).. et qu'il été différant dans les deux hémisphère,es-Vrais ?

Même chose pour les Tornades en se qui est du Sens ...

Merci d'Avance.

Bonjour,

La tendance naturelle des écoulements hydrodynamiques est de former des tourbillons comme dans l'écoulement dans le trou du lavabo.


toutefois il y a une grande différence entre ce qui se passe dans un lavabo et un cyclone (et non une tornade). Dans le premier cas ce sont les conditions initiales qui sélectionne le sens de rotation et non la rotation de la Terre) alors que dans le cas des cyclones ce sont les forces de Coriolis et donc la rotation de la Terre qui sélection le sens de rotation qui dépend donc donc de l'hémisphère.

A noter que des expérimentateurs sont arrivés à effectuer un écoulement dans un très grand lavabo (2 ou 3m) où les effets d'états initiaux ont été effacés au bénéfice de la force de Coriolis et donc de la dépendance de l'hémisphère.

[LPFR]

Bonjour,
Le sens de rotation est déterminé par la force de Coriolis...

Bonjour.
Vous devriez lire ce paragraphe de wikipedia.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bonjour ami(e) On ma Dit que c'était déterminé par la rotation du la terre (PasTresConvainquant).. et qu'il été différant dans les deux hémisphère,es-Vrais ?

Même chose pour les Tornades en se qui est du Sens ...

Merci d'Avance.

Bjr à toi,
Pour avoir vécu dans les deux hémisphéres, j'en ai profité pour réaliser l'expérience en question.
Bien sur RIEN de déterminant.
A Madagacar: un coup d'un coté, un coup de l'autre et si l'eau vraiment calme, descente à la verticale SANS tourbillon.
Donc ???
Doit bien y avoir qq foromeurs sur l'autre hémisphére pour refaire une tentative !! (bien sur je ne parle pas des tornades!)
A+

[cricri78]

Bonjour,

La tendance naturelle des écoulements hydrodynamiques est de former des tourbillons comme dans l'écoulement dans le trou du lavabo.


toutefois il y a une grande différence entre ce qui se passe dans un lavabo et un cyclone (et non une tornade). Dans le premier cas ce sont les conditions initiales qui sélectionne le sens de rotation et non la rotation de la Terre) alors que dans le cas des cyclones ce sont les forces de Coriolis et donc la rotation de la Terre qui sélection le sens de rotation qui dépend donc donc de l'hémisphère.

A noter que des expérimentateurs sont arrivés à effectuer un écoulement dans un très grand lavabo (2 ou 3m) où les effets d'états initiaux ont été effacés au bénéfice de la force de Coriolis et donc de la dépendance de l'hémisphère.

ok. On parle bien d'un état initial hyper symètrique et stable

[LPFR]

ok. On parle bien d'un état initial hyper symètrique et stable

Re.
Oui. Mais ce que les gens retiennent ce sont les mots "lavabo" et "tourbillon", et rien d'autre. Et les constatations qu'ils peuvent faire tous les jours ne suffisent pas à changer l'idée (mal) reçue.
A+

[franzz]

yo

cette question m'a toujours intriguée...

1/ j'ai eu vent de l'incapacité de coriolis à expliquer la rotation du tourbillon dans le lavabo. pourtant, si on suis le lien wiki, il sembre qd meme que cette force ne soit pas completement nulle meme avec un petit tourbillon. cela pourrait qd meme avoir une petite influence, ce qui expliquerait que...

2/ j'ai également constaté que les tourbillons dans mon lavabo ou ma baignoire sont toujours orientés dans le meme sens. il est possible de faire tourner l'eau dans l'autre sens pendant assez longtemps mais finalement, c'est toujours le sens naturel qui prend le dessus (parfois apres plusieurs minutes) : ou alors vos lavabos sont trop petits et le temps pour revenir au sens naturel trop long !

3/ l'explication comme quoi il n'y a pas de rotation provilégiée pour le lavabo ne me satisfait pas, ayant l'expérience du contraire : cela m'étonnerais beaucoup que les designer de lavabo et de baignoire lambda se préoccupent de dessiner leur lavabos de maniere à ce que l'eau tourne dans un sens plutot que dans l'autre...

bref, je ne suis absolument pas convaincu d'avoir compris ce qui se passait

++

[Eurole]

...

La tendance naturelle des écoulements hydrodynamiques est de former des tourbillons comme dans l'écoulement dans le trou du lavabo.
...

Bonsoir.

La question pratique qui m'intéresse est: comment créer un vortex et l'utiliser pour canaliser un flux, dans une pompe rotative par exemple.

J'en ai déduit (?) qu'il serait possible de créer une pompe centripète en utilisant les phénomènes de portance et traînée.

La force centripète est une force curieuse, elle ne se déplace pas...

.

[invite4cd6edb8]

Dans le premier cas ce sont les conditions initiales qui sélectionne le sens de rotation

Que voulais vous dire par "conditions initiales" ==>(Forme récipient/Quantité d'eau/...)??

A noter que des expérimentateurs sont arrivés à effectuer un écoulement dans un très grand lavabo (2 ou 3m) où les effets d'états initiaux ont été effacés au bénéfice de la force de Coriolis et donc de la dépendance de l'hémisphère.

Donc vous Dites que lorsque on crée un "état initial hyper symètrique et stable" le sens de rotation serais déterminé par "la force de Coriolis" ?!

Doit bien y avoir qq foromeurs sur l'autre hémisphére pour refaire une tentative !! (bien sur je ne parle pas des tornades!)

lol

il sembre qd meme que cette force ne soit pas completement nulle meme avec un petit tourbillon. cela pourrait qd meme avoir une petite influence, ce qui expliquerait que...

Que ... ?!

Oui. Mais ce que les gens retiennent ce sont les mots "lavabo" et "tourbillon", et rien d'autre

La question pratique qui m'intéresse est: comment créer un vortex et l'utiliser pour canaliser un flux, dans une pompe rotative par exemple.
J'en ai déduit (?) qu'il serait possible de créer une pompe centripète en utilisant les phénomènes de portance et traînée.

? ? ... Quesque une pompe centripète ?! .... J'ai rien pigé a ton invention ...

[Eurole]

...
? ? ... Quesque une pompe centripète ?! .... J'ai rien pigé a ton invention ...

Bonsoir.
une pompe rotative qui aspire de l'extérieur et refoule par le centre

.

[LPFR]

Bonsoir.
une pompe rotative qui aspire de l'extérieur et refoule par le centre

.

Bonsoir.
Je crois que vous avez passé le film à l'inverse.
Au revoir.

[chwebij]

yo

cette question m'a toujours intriguée...

1/ j'ai eu vent de l'incapacité de coriolis à expliquer la rotation du tourbillon dans le lavabo. pourtant, si on suis le lien wiki, il sembre qd meme que cette force ne soit pas completement nulle meme avec un petit tourbillon. cela pourrait qd meme avoir une petite influence, ce qui expliquerait que...

dans la physique, tout est question d'ordre de grandeur. En fait pour les tourbillons dans le lavabo, il faut comparer les forces d'inertie, propre au liquide à l'effet de la rotation de la terre.
Pour connaître les contributions de l'effet coriolis sur un écoulement, on utilise le nombre de Rossby: . avec U et L la taille du tourbillon et la vitesse de rotation de la terre. Ainsi représente l'ordre de grandeur du temps que prend le fluide pour faire le tour du tourbillon. Et le temps que prend la force de coriolis pour agir sur l'évoulement.
AInsi . Si Ro est grand soit alors le fluide passe trop vite pour que la force Coriolis dévie la particule fluide. Vous comprenez que si vous tirez un boulet de canon très vite, sa trajectoire sera peu déviée si il y a un très faible vent latéral. C'est la direction du tir initial qui joue sur la trajectoire.
Avec une vitesse de 10 cm/s, il faut que le tourbillon fasse plus de 1Km pour que l'effet de coriolis soit important soit que le temps de rotation du fluide soit de l'ordre de la rotation de la terre.
En bref, le tourbillons de la baignoire tourne trop vite pour que la rotation de la terre le perturbe.
SI votre tourbillons tourne toujours dans le même sens, c'est que la forme de la baignoire ainsi que du syphon favorise toujours un sens.

plus d'info
http://fr.wikipedia.org/wiki/Nombre_de_Rossby

[franzz]

[...] Vous comprenez que si vous tirez un boulet de canon très vite, sa trajectoire sera peu déviée si il y a un très faible vent latéral. C'est la direction du tir initial qui joue sur la trajectoire.

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 !

[Eurole]

Bonsoir.
Je crois que vous avez passé le film à l'inverse.
Au revoir.

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 ?

.

[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.


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[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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