vidange d'un réservoir de forme paraboloïde
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vidange d'un réservoir de forme paraboloïde



  1. #1
    invitef9e4432c

    vidange d'un réservoir de forme paraboloïde


    ------

    Bonsoir à tous!
    Je suis tout nouveau sur le forum et j'ai un probléme pour un exercice de mécanique des fluides et j'aimerai votre aide

    Alors voici l'intitulé:

    Dans un repére cartésien Oxyz (Oz, axe vertical dirigé vers le haut) un réservoir a la forme d'un paraboloïde de révolution, d'équation z= k(x²+y²) où k est une constante positive. Le niveau initial est à l'altitude H par rapport au fond (point origine O). Le réservoir est percé en O d'un petit orifice de section S. La pression atmosphérique Pa règne au-dessus de la surface libre. On suppose pour tout l'exercice que l'écoulement est irrotationnel incompressible et que la section du jet en O n'est pas contractée. On admettra aussi que la vitesse au niveau de l'orifice S est toujours beaucoup plus grande que celle d'abaissement de la surface libre. On note g l'accélération terrestre et t le temps.

    Calculer la durée T de la vidange totale.



    Je sais qu'il faut partir en disant que le débit de sortie= débit d'abaissement, et avec comme vitesse de sortie: Vs= (2gz)^(1/2)
    (sachant que z est la distance entre l'origine O et la surface libre)

    On a donc S(2gz)^(1/2)= pi*r²(z)*V (avec r : rayon de la surface libre et V : vitesse d'un point sur la surface libre)
    On sait que V= -dz/dt (car quand z diminue,t augmente)

    et on obtient S(2gz)^(1/2)= - pi*r²(z)* dz/dt

    et c'est là qu'est mon probléme, je sais qu'il faut isoler le dt, mais faut surtout remplacer le r²(z) et le mettre en fonction de z(pour pouvoir l'intégrer par la suite). Lorsque la forme est une sphére il suffit d'utiliser pythagore, mais là avec cette paraboloïde je ne vois pas comment faire et donc je serai reconnaissant que quelqu'un puisse m'aider.

    Merci d'avance!

    -----

  2. #2
    Jeanpaul

    Re : vidange d'un réservoir de forme paraboloïde

    r² c'est clairement z/k. Où est le problème ?

  3. #3
    invitef9e4432c

    Re : vidange d'un réservoir de forme paraboloïde

    Merci pour votre réponse, j'avais pensé à quelque chose du genre, mais ce que je vois pas, c'est si ce z/k est le rayon de la surface libre ou si ce z/k est l'hypoténuse du triangle dont les deux autres cotés sont r et H-z. Je sais pas si je suis trés clair :s

  4. #4
    LPFR

    Re : vidange d'un réservoir de forme paraboloïde

    Citation Envoyé par FiFidu64 Voir le message
    Merci pour votre réponse, j'avais pensé à quelque chose du genre, mais ce que je vois pas, c'est si ce z/k est le rayon de la surface libre ou si ce z/k est l'hypoténuse du triangle dont les deux autres cotés sont r et H-z. Je sais pas si je suis trés clair :s
    Bonjour.
    Faites un dessin et vous verrez.
    Au revoir

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Jeanpaul

    Re : vidange d'un réservoir de forme paraboloïde

    Citation Envoyé par FiFidu64 Voir le message
    Merci pour votre réponse, j'avais pensé à quelque chose du genre, mais ce que je vois pas, c'est si ce z/k est le rayon de la surface libre ou si ce z/k est l'hypoténuse du triangle dont les deux autres cotés sont r et H-z. Je sais pas si je suis trés clair :s
    Je ne vois pas ce que l'hypoténuse viendrait faire là-dedans : z est la hauteur de l'eau par rapport au trou de sortie et r est le rayon de la surface libre. De fait, un dessin de la coupe montre bien que z = k r²

  7. #6
    invitef9e4432c

    Re : vidange d'un réservoir de forme paraboloïde

    Ah oui d'accord, j'ai beaucoup de lacune désolé^^ J'ai fait le dessin de la coupe, mais ce "k" m’embêtais beaucoup. Mais je comprend à peut prés. Merci beaucoup!

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