dispositif d'amortissement liquide
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dispositif d'amortissement liquide



  1. #1
    Zabour

    dispositif d'amortissement liquide


    ------

    Bonjour à tous,

    je bute essentiellement sur la question 2 de l'exo car ils proposent deux sections à utiliser en même temps et je ne sais pas comment utiliser.


    http://issuu.com/avnerh/docs/devoir2_lp111cned2012_13

    le dernier exo sur le lien pour voir le schéma.(cliquez sur la flèche à droite à chaque fois)

    Pour d’autres tours, les concepteurs ont choisi d’utiliser un dispositif d’amortissement différent.
    Ce dispositif est constitué de deux bassins identiques remplis d’eau, placés au dernier étage du
    bâtiment. Ils communiquent par une canalisation contrôlée par une vanne (figure 4). On note S la
    section horizontale des bassins et  la section verticale de la canalisation, on supposera que   S.
    La tour au repos, les niveaux des deux bassins sont à la même cote z = h. À la suite d’un mouvement
    de la tour, de l’eau passe d’un bassin à l’autre : un bassin voit son niveau s’élever d’une hauteur
    h, et l’autre descendre de la même hauteur.
    Pour les applications numériques, on prendra les valeurs suivantes : S = 20m^2, o = 0;5m^2,
    h = 1m, deltah = 0;2m. On notera  p= 1000 kg  m^(-3) la masse volumique de l’eau et on prendra la
    pression atmosphérique égale à Patm = 1;00  10^5 Pa.
    1. La canalisation entre les bassins est fermée et le liquide est statique dans la configuration
    présentée sur la figure 4. Calculer les pressions aux points A, B et C.

    1) dans le même bassin, la hauteur séparant A (partie supérieure) et B (partie inférieure) est z= deltah+h= 1,2m
    delta P= PB-PA=pgz=1000*10*1,2=0,12* 10^5Pa
    or PA est égale à la pression atmosphérique (partie supérieure)
    donc PB= delta P+ PA= 0,12*10^5 Pa+ 1* 10^5 Pa= 1,12* 10^5 Pa
    B et C sont à la même hauteur de part et d'autre de la canalisation qui sépare les deux bassins (celui de C est moins rempli que celui de B donc doute quand même sur la pression), la section de canalisation est la même tout le long du tuyau donc PB=PC= 1,12* 10^5 Pa


    La vanne est maintenant ouverte. On cherchera à déterminer les vitesses dans le fluide juste
    après l’ouverture de la vanne, l’eau étant encore dans la configuration de la figure 4.
    2. En considérant l’eau comme un fluide incompressible, écrire la relation qui lie vA, la vitesse du
    liquide au point A, vC, la vitesse en C et les sections S et o. Comparer vA et vC. En déduire
    une approximation pour la suite du problème.

    Je connais la formule QA= SAVA=SCVC= QC
    le truc c'est les sections verticales S et les sections horizontales o je ne sais pas lesquels choisir. donc voilà je suis perdu pour cette question

    3. On admet que la pression au point C reste celle de la question 1, et que le théorème de Bernoulli
    s’applique le long de la ligne de courant qui va du point A au point C. Énoncer le théorème de
    Bernoulli et en déduire la vitesse du liquide dans la canalisation.

    3) théorème de Bernoulli:
    P+ pgz+ 1/2pV^2=cste
    donc Po+ pgZA + 1/2pVA^2= Po+ pgzC+1/2pVC^2
    d'où VC= racine(2gZA)= 5m/s

    4. Quel est alors le débit volumique Dv dans la canalisation ? Faire l’application numérique.
    Dans ce dispositif, ce sont les pertes d’énergie dans l’écoulement de l’eau, qui n’est en réalité
    pas un fluide parfait, qui permettent la dissipation de l’énergie mécanique de la tour

    4) Dv= VC*SC= 5*20= 100m^3/s

    merci d'avoir lu

    -----

  2. #2
    norien

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    Bonsoir.
    Pour la question 2)...
    Exprimez le volume de liquide qui quitte le réservoir de gauche pendant une durée dt en fonction de la section S et de la vitesse d'écoulement vA.
    Exprimez de même, le volume de liquide qui passe au point C à travers la tubulure horizontale pendant dt, en fonction de la section et de la vitesse d'écoulement vC.
    Comparez ces deux volumes et conclure.

    A +

  3. #3
    Zabour

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    le truc c'est qu'il y a 2 sections et qu'on me demande de les utiliser en même temps.
    Comment utiliser S et o à la fois?

    Sinon les autres réponses sont bonnes?

  4. #4
    Zabour

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    d'après toi, je dois faire deux relations séparés avec chacune d'elle, mais j'ai l'impression qu'ils demandent à ce qu'ils soient tous réunis dans la même relation.
    Et j'ai pas compris l'histoire de comparaison de volumes, dans le truc ils demandent de comparer les vitesses...

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

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    écrire la relation qui lie vA, la vitesse du
    liquide au point A, vC, la vitesse en C et les sections S et o

    bon là je ne vois qu'une relation possible

    oVc= S Va

    or comme o est très inférieure devant S alors Vc est très grande devant Va

  7. #6
    norien

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    Bingo !
    Cette fois vous y êtes.

  8. #7
    norien

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    Je n'avais pas lu la fin de votre message #1 hier soir.
    3) théorème de Bernoulli:
    P+ pgz+ 1/2pV^2=cste
    donc Po+ pgZA + 1/2pVA^2= Po+ pgzC+1/2pVC^2
    d'où VC= racine(2gZA)= 5m/
    Il me semble trouver une erreur ; êtes vous sûr que pC = p0 ?

    De même au 4), les valeurs numériques choisies me paraissent incorrectes (et pas seulement la valeur de vC).
    REGARDEZ LE SCHEMA !

    La réponse que vous proposez 200 m3.s-1 est énorme, à titre de comparaison le débit moyen de la Seine à Paris est (selon Wikipédia) de 310 m3.s-1 !

  9. #8
    Zabour

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    je ne sais pas mais comme c'est un amortissement liquide pour empêcher la tour Tapei de 580 mètres de haut d'osciller en Inde donc le débit doit être assez fort non? Pour lutter contre les typhons et autres rafales de vent.

    mais c'est vrai que dans la question 1 j'avais trouvé Pb=Pc= Po (Pa)+ pgh=1,12* 10^5 Pa

    donc on reprend
    Po+ pgZA + 1/2pVA^2= Pc+ pgzC+1/2pVC^2
    Po-Pc+ pgZA= 1/2pVc^2
    Vc est très grand devant Va donc on va ignorer Va dans les calculs.

    2p(Po-Pc)+ 2p^2gZA= Vc^2
    -2,4*10^7+ 2,4* 10^7
    ouille ça fait zéro...

    Tout compte fait j'ai l'impression que ça reste mieux en gardant po.

    pour le 4 c'est juste la valeur Vc , mais la formule est bien, le truc c'est que je n'arrive pas à trouver une valeur Vc correcte...
    Mais j'ai l'impression que c'est Po...
    mais c'est 100m^3/s que j'ai trouvé pas 200...

  10. #9
    norien

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    Pc= Po (Pa)+ pgh=1,12* 10^5 Pa
    C'est dans la valeur de pC que ça ne va pas.
    Si la canalisation entre les deux bassins est fermée on n'a PAS : pB = pC
    Ce que vous aviez écrit dans votre message #1 est inexact :
    B et C sont à la même hauteur de part et d'autre de la canalisation qui sépare les deux bassins (celui de C est moins rempli que celui de B donc doute quand même sur la pression), la section de canalisation est la même tout le long du tuyau donc PB=PC= 1,12* 10^5 Pa
    Cela m'avait échappé (excusez moi).
    C'est justement parce que pB > pC que l'écoulement se produit quand on ouvre la vanne de communication.

    Revoyez le calcul de pC et tout rentrera dans l'ordre.

  11. #10
    Zabour

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    Soit D le point supérieur dans le même bassin que C (je vais calculer C de la même façon que j'ai calculé B) , la hauteur séparant D (partie supérieure) et C (partie inférieure) est z= h- deltah= 0,8m
    delta P= PC-PD=pgz=1000*10*0,8=0,08* 10^5Pa
    or PD est égale à la pression atmosphérique (partie supérieure)
    donc PC= delta P+ PD= 0,08*10^5 Pa+ 1* 10^5 Pa= 1,08* 10^5 Pa

    donc pour le 3 Po+ pgZA + 1/2pVA^2= Pc+ pgzC+1/2pVC^2
    2p(Po-Pc)+ 2p^2gZA= Vc^2
    2000* (-0,8*10^5) + 2*10^6*10* 1,2= Vc^2
    ouais je me retrouve avec un résultat négatif

    pourtant mon Pc est inférieur à Pb.
    le truc c'est qu'il n'est pas inférieur à Pa...

  12. #11
    Zabour

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    alors est-ce que ma valeur Pc es bonne?

  13. #12
    norien

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    Votre valeur de pC est correcte.
    Ensuite vous écrivez :
    donc pour le 3) Po+ pgZA + 1/2pVA^2= Pc+ pgzC+1/2pVC^2
    2p(Po-Pc)+ 2p^2gZA= Vc^2
    2000* (-0,8*10^5) + 2*10^6*10* 1,2= Vc^2
    En fait, vous faites une erreur de calcul quand vous passez de la première à la seconde ligne :
    Po+ pgZA + 1/2pVA^2= Pc+ pgzC+1/2pVC^2
    ceci est juste
    par contre ensuite, ce n'est pas :
    2p(Po-Pc)+ 2p^2gZA= Vc^2
    mais :2 (p0 -pC) / + 2 g zA = vC2

    On obtient bien vC2 > 0

  14. #13
    Zabour

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    ok au lieu de diviser par p, je multipliais par p.
    réfléxe de dénominateur...

    merci

  15. #14
    Zabour

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    Une minute...
    Je viens de faire le calcul numérique
    donc on a 2( 1*10^5- 1,8*10^5)/1000 + 2*10* 1,2= -1,6*10^5*10^(-3) + 24= -160+ 24= -136
    donc voilà soit c'est impossible soit y a quelque chose de faux mais chai pas où c'st pour Vc^2

  16. #15
    norien

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    C'est la valeur numérique de pC que vous avez mal transcrite, pC = 1.08*105 Pa et non 1.8*105 Pa.

  17. #16
    Zabour

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    ok donc ça fait -16+24= 8
    racine8= 2racine2= 2,83m/s

  18. #17
    norien

    Re : dispositif d'amortissement liquide

    C'est aussi ce que je trouve.
    N'oubliez pas de recalculer le débit !
    Au revoir.

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