Question sur les pertes de charge

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Ah oui c'est vrai, mais dans le cas d'un fluide incompressible roh ne varie pas donc je peux cette fois dire que si T augmente P aussi si le fluide est parfait
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[notafk]

Il faut raisonner en terme d'énergie afin de mieux comprendre le concept: un fluide peut gagner ou perdre de l'énergie.
L'équation qui régit l'énergie d'un fluide est la suivante: Eq (1) P(a)+0.5*rho*V(a)²+rho*g*z(A)= Constante.
(on remarquera que chacun des termes de cette équation est exprimée en Pascal)

Considérons l'écoulement d'un fluide le long d'une canalisation d'un point A à un point B, l'équation de Bernouilli, celle énoncé précédemment te suggère que rien ne se perd, l'énergie doit se conserver normalement.Ainsi, ta précédente équation devient alors: Eq (2) P(a)+0.5*rho*V(a)²+rho*g*z(a)= P(b)+0.5*rho*V(b)²+rho*g*z(b)
L'écoulement se faisant sur le long d'un même axe, tu as les termes rho*g*z(a) et rho*g*z(b) qui vont s'en aller.

Il te restera donc : P(a)+0.5*rho*V(a)² =P(b)+0.5*rho*V(b)²

Il s'en suit que: ta variation de pression le long de ta canalisation est : Eq (3) P(a)-P(b)= 0.5*rho*(V(a)²-V(b)²
Dans le cas où ton fluide n'est pas parfait, c'est à dire dans le cas où il est visqueux: ton fluide va perdre de l'énergie par frottements.
Tu dois ainsi reprendre ton équation Eq (2) et la ré arranger: P(a)+0.5*rho*V(a)²+rho*g*z(a)= P(b)+0.5*rho*V(b)²+rho*g*z(b) - J total
Un nouveau terme est apparu, il correspond aux pertes de charges du au frottement le long de la canalisation (qui peuvent être régulière ou singulière, je te laisse t'informer plus en détail là dessus)

Finalement ton équation Eq (3) devient ainsi: Delta P= P(a)-P(b)= 0.5*rho*(V(a)²-V(b)² - J total
Historiquement, on parle de perte de charge, car à l'époque, le concept de pression nous échappait encore.
On remarquait juste que le fluide perdait une forme d'énergie, que l'on estimait en perte de mètre de colonne d'eau.
Toutefois, c'est une unité toujours d'usage et bien pratique, tu trouvera des doc de pompe hydraulique en mCE et les ingénieurs hydrauliciens raisonnent souvent en mCE et non en pascal


L'équation 3 peut se ré écrire en mCE en la divisant par : /rho*g

A titre informatif et vraiment à titre informatif, car je ne souhaite pas tu t'en mêles les pinceaux: step by step.
L'équation de Bernouilli découle de l'équation de Navier Stockes, c'est une équation qui régit l'écoulement des fluides qu'ils soient liquides ou gazeux.
La démonstration de cette équation n'est pas très difficile à démontrer en soi. Si tu fais de la mécanique des fluides dans le supérieur, on finira par t'en parler.

[notafk]

Ne pouvant pas éditer mon précédent message, je te laisse visualiser l'image illustrant la perte de mètre de colonne d'eau:



Par exemple le premier tube, on est à une hauteur d'1mètre, et au dernier tube, nous sommes à 0.7mètre.
Ainsi delta Z=1-0.7=0.3mCE, soit deltaP=0.3*1000*9.81= 2943 Pa (on multiplie par : *rho*g pour retourner en Pascal).

[FC05]

Ah oui c'est vrai, mais dans le cas d'un fluide incompressible roh ne varie pas donc je peux cette fois dire que si T augmente P aussi si le fluide est parfait

Non car pV = nRT est l'équation d'état d'un fluide compressible, en l'occurrence un gaz parfait.
Donc encore du mélange... en gros tu demandes de t'expliquer pourquoi le ciel de la Lune est noir alors que tout le monde sait que le ciel est bleu... enfin le jour, par beau temps et sur Terre !

[Link1003493649]

Ah mais je pensais que l'air incompressible était aussi un gaz parfait comme c'est de l'air, en fait c'est seulement pour les fluides compressibles j'avais pas compris

[Link1003493649]

Rebonjour !
Je reposte ici car j'ai une question en rapport avec le sujet encore une fois, est-ce qu'il existe une relation entre la pression et la température pour un fluide incompressible ? Ou partiellement compressible comme de l'air à Mach<0,3 ?
Si il n'y en a pas comment les turboréacteurs font-ils pour fonctionner à basse vitesse ? Est-ce qu'ils ralentissent l'air jusqu'à une vitesse nulle pour qu'il soit compressible ou c'est un peu plus malin ?

[obi76]

Il n'est pas "partiellement compressible". A la rigueur il est dilatable dans le cas en Low Mach (je présume que c'est pour ça que vous dites à M < 0.3). Je serai tenté de dire que l'approche low mach dilatable est hors de porté tant que vous n'aurez pads compris correctement tout ce qui vous a été dit.

Pour répondre à votre question :
Low Mach dilatable : non, vous avez une pression thermodynamique (ou statique) à laquelle une pression dynamique est ajoutée, et existe pour que l'equation de conservation de la masse soit respectée. C'est la pression statique qui via la relation d'état vous donnera la masse volumique en fonction de la température, à pression statique fixée (ou calculée, c'est selon).
Compressible : oui
Incompressible : non.

[Link1003493649]

Je disais parce que j'ai souvent vu que les fluides à basse vitesse étaient considérés comme incompressibles mais d'un autre côté l'air à basse vitesse voyait sa masse volumique varier beaucoup plus que celle de l'eau par exemple (je n'ai plus tout en tête au niveau des chiffres désolé).
Ah donc à une pression donnée il y a une relation température masse volumique mais pas de relation presison température à une masse volumique donnée par exemple ?

Et comment les turboréacteurs font pour fonctionner à ces vitesses là si la pression statique ne dépend pas de la température ? La combustion ne sert plus à rien dans ce cas là non ?

[Casper75]

Le frottement génère de la chaleur, dont seul une partie génère une augmentation du volume.
Cet augmentation du volume du a a chaleur, créé une pression supplémentaire qui augmente la résistance a l'écoulement du fluide en amont. Mais en soit ce n'est pas une perte d'énergie puisqu'elle est converti en pression.
Par contre la partie de la chaleur qui n'est pas transformé en pression, ( celle qui se retrouve en sortie à pression ambiante ) elle, est une simple perte d'énergie. Elle génère de la résistance à l'écoulement sans créer de pression supplémentaire.

[obi76]

Je disais parce que j'ai souvent vu que les fluides à basse vitesse étaient considérés comme incompressibles mais d'un autre côté l'air à basse vitesse voyait sa masse volumique varier beaucoup plus que celle de l'eau par exemple (je n'ai plus tout en tête au niveau des chiffres désolé).
Ah donc à une pression donnée il y a une relation température masse volumique mais pas de relation presison température à une masse volumique donnée par exemple ?

Et comment les turboréacteurs font pour fonctionner à ces vitesses là si la pression statique ne dépend pas de la température ? La combustion ne sert plus à rien dans ce cas là non ?

Je pense vraiment qu'avant de vous attaquer aux problématiques "intermédiaires" (à savoir low mach dilatable), vous feriez mieux de maitriser la notion de "compressible" et "incompressible" avant.

Dans un turbo-réacteur, on n'est pas dans des régimes à M 0.3. On n'est pas non plus dans des régimes isothermes, et donc fortement dilatables. Quant à la variation de la pression statique, dans ces cas là elle est négligeable.

[Link1003493649]

Le frottement génère de la chaleur, dont seul une partie génère une augmentation du volume.
Cet augmentation du volume du a a chaleur, créé une pression supplémentaire qui augmente la résistance a l'écoulement du fluide en amont. Mais en soit ce n'est pas une perte d'énergie puisqu'elle est converti en pression.
Par contre la partie de la chaleur qui n'est pas transformé en pression, ( celle qui se retrouve en sortie à pression ambiante ) elle, est une simple perte d'énergie. Elle génère de la résistance à l'écoulement sans créer de pression supplémentaire.

La partie non transformée de la chaleur c'est la chaleur qui s'échappe à l'extérieur par transfert thermique ou c'est juste une partie de la chaleur ?

Ma question concernait surtout les fluides incompressibles, l'air à basse vitesse c'était surtout pour préciser mais je me renseignerai

[FC05]

Ca recommence ...

Quand on fait voler un avion à faible vitesse on peut faire l'approximation que l'air est incompressible pour les calculs.

Dans un réacteur, on comprime de l'air et ... je passe la suite.

Quand on mélange tout et n'importe quoi on obtient toujours tout et n'importe et quoi. Tout et n'importe quoi ne sont pas des fluides miscibles !

[Link1003493649]

Bonjour, je me posais encore une question, les pertes de charges sont des pertesde pression statique ou dynamique ? Ou un peu des deux ?

[notafk]

Statique, dynamique, potentiel en fluides parfait

[FC05]

Statique, dynamique, potentiel en fluides parfait

Moi je dirai que pour un fluide parfait qui n'a donc pas de viscosité, il n'y a pas de perte de charge ... mais bon ... je me trump peut-être ...

Sinon, dans le cas d'un fluide incompressible, dans une canalisation, la vitesse reste constante donc la perte de charge se manifeste par une perte de pression.

Et il y a une seule vraie pression, la pression* !
La pression dynamique n'existe pas, c'est juste une façon de parler. C'est la pression qui existerai si on arrêtait le fluide qui n'est pas arrêté.



*Et pas celle avec des bulles.

[Link1003493649]

D’accord je vois merci, autre question à propos des compresseurs axiaux des turboréacteurs, j’ai lu cette page sur wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/Compresseur_axial où ils disent que le principe est d’accélérer l’air avec les aubes mobiles puis de convertir sa vitesse en pression avec les aubes immobiles, mais si le débit massique est constant comment se fait-il que l’air accélére entre les étages ? Soit j’ai mal compris soit c’est wikipedia qui se trompe
Aussi pour vérifier encore si j’ai bien compris mais une hélice placée dans un tuyau (et qui tourne) augmentera la pression statique du fluide quand celui-ci passe entre les pales et ce fluide accélérera une fois sortie de tuyau (et accélérera un peu en amont du tuyau grâce à la dépression) ? Que se passe-t-il si on a une hélice immobile dans un tuyau, donc le fluide circule déjà à un certain débit, puis qu’elle se met à tourner ensuite ? Le débit ne va pas varier malgré que l’hélice s’est mis à tourner ?
Aussi dans le cas d’un fluide compressible, si l’hélice tourne et donc augmente la pression du fluide, est-ce que cela va entraîner une variation de temperature ou de masse volumique conformément à la loi des gaz parfaits ou celle-ci ne s’applique que quand il n’y a pas de travail ?

[obi76]

si le débit massique est constant comment se fait-il que l’air accélére entre les étages ?

Le débit massique, c'est la masse volumique fois le débit volumique. Donc c'est la masse volumique, fois la vitesse, fois la section de passage.
La section de passage, c'est constant. Reste les 2 autres.
Si vous diminuez la masse volumique, à débit massique égal vous augmentez la vitesse.
Pour réduire la masse volumique : soit vous chauffez, soit vous baissez la pression. Dans un réacteur d'avion on est dans le premier cas (d'où l'utilisation de carburant : pour chauffer...).

[Link1003493649]

Mais comment peut-on être sûr qu'en chauffant l'air ce soit la masse volumique qui baisse et non la pression qui monte ? Et dans le cas du compresseur axial il me semblait justement que le compresseur montait la température et la pression du fluide avant qu'il n'entre dans la cambre de combustion où le fluide sera encore chauffé et mis sous pression, mais au niveau du compresseur ils ne parlent pas de combustion encore justement
Ou alors ce sont les aubes du compresseur qui baissent la masse volumique ce qui augmente la vitesse ?
Et concernant mes autres questions ?

[obi76]

Mais comment peut-on être sûr qu'en chauffant l'air ce soit la masse volumique qui baisse et non la pression qui monte ?

Il se produit les deux.

[FC05]

Mais comment peut-on être sûr qu'en chauffant l'air ce soit la masse volumique qui baisse et non la pression qui monte ?

J'ai encore l'impression que tu es bloqué sur ton pV = nRT !

Dans un compresseur on fourni de l'énergie au fluide, donc ro et T peuvent augmenter en même temps.

Et en ce qui concerne tes problèmes de vitesses, les sections n'étant pas constantes ... je te laisse conclure ...


Chaque fois c'est un peu la même chose tu prends comme constant des trucs qui ne le sont pas, tu appliques des règles à des cas qui sont exclus par les approximations de départ, tu confonds réalité et approximation et j'en passe.