Tuyère de Laval : est-ce que tout est "normal" ?

[soliris]

Bonjour,

Au risque de me répéter, certaines particularités de la tuyère de Laval (en fonctionnement maximum) me semblent anormales.



Nous voyons sur cette image wikipedia qu'au niveau du col de la tuyère, entre le convergent et le divergent, la pression et la température chutent de façon vertigineuse et, paradoxalement, la vitesse du gaz expulsé de gauche vers la droite dans le divergent augmente (l'asymptote sur le graphe se changeant même en une sorte de parabole si on l'associe à l'une des 2 autres courbes).

La tendance à la facilité est de déclarer rapidement que la température et la pression se sont transformés en vitesse du fluide, mais c'est oublier qu'il a fallu un conditionnement très spécifique pour y arriver et que l'on passe du mode "Bernouilli" à une structuration du gaz complètement différente.

Ma question précise est donc (une nouvelle fois) celle-ci : en dehors de la constatation empirique du nombre de Mach au niveau du col (vitesse du son: ce qui n'explique rien), quelles sont les nouvelles caractéristiques (apparemment répulsives) du gaz dans le divergent de la tuyère de Laval ?

Merci
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[Black Jack 2]

Bonjour,

Cela résulte d'une propriété démontrée par la relation d'Hugoniot, voir sur ce lien :

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...n_d%27Hugoniot

[azizovsky]

Ma question précise est donc (une nouvelle fois) celle-ci : en dehors de la constatation empirique du nombre de Mach au niveau du col (vitesse du son: ce qui n'explique rien), quelles sont les nouvelles caractéristiques (apparemment répulsives) du gaz dans le divergent de la tuyère de Laval ?

Merci

A partir des observations, je dirais que la pression statique est très faible à la sortie de la tuyère, on constate au démarrage d'une fusée un certain anneaux qui se détache avec l'augmentation de la vitesse (engouffrement de l'air dans la tuyère ..) et l'apparition des disques de mach dû à l'écrasement du jet de gaz par la pression atmosphérique .

[albanxiii]

Bonjour,

on passe du mode "Bernouilli" à une structuration du gaz complètement différente.

Pourriez-vous nous expliquer la structure du gaz, et en quoi elle est différente avant et après le passage dans la tuyère ?

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Cela résulte d'une propriété démontrée par la relation d'Hugoniot, voir sur ce lien :

Cette relation est très claire mais je me posais une pure question pédagogique
Quelqu'un connait-il une description vulgarisée claire, complète et précise de cette relation ?
(perso j'aurais bien du mal à la vulgariser)

[Arollencore]

Bonjour.

Bonjour,

Au risque de me répéter, certaines particularités de la tuyère de Laval (en fonctionnement maximum) me semblent anormales.

Pièce jointe 392044

Nous voyons sur cette image wikipedia qu'au niveau du col de la tuyère, entre le convergent et le divergent, la pression et la température chutent de façon vertigineuse et, paradoxalement, la vitesse du gaz expulsé de gauche vers la droite dans le divergent augmente (l'asymptote sur le graphe se changeant même en une sorte de parabole si on l'associe à l'une des 2 autres courbes).

La tendance à la facilité est de déclarer rapidement que la température et la pression se sont transformés en vitesse du fluide, mais c'est oublier qu'il a fallu un conditionnement très spécifique pour y arriver et que l'on passe du mode "Bernouilli" à une structuration du gaz complètement différente.

Ma question précise est donc (une nouvelle fois) celle-ci : en dehors de la constatation empirique du nombre de Mach au niveau du col

Pourquoi "empirique"?

(vitesse du son: ce qui n'explique rien),

Que veux-tu dire?

quelles sont les nouvelles caractéristiques (apparemment répulsives) du gaz dans le divergent de la tuyère de Laval ?

Merci

Mais, c'est dès le début (même à vitesse nulle, donc) que les molécules ont tendance à refuser de se rapprocher (enfin de rester rapprochées, ce qui un peu la même chose). Je suppose que c'est ça que tu évoques avec ta répulsivité.

[soliris]

Bonjour,

Cela résulte d'une propriété démontrée par la relation d'Hugoniot, voir sur ce lien :

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...n_d%27Hugoniot

Hello Black Jack 2, voici des mots qui m'étonne, dans votre lien: " Cette démonstration n'est considérée au départ qu'en tant que description"; "dénomination (équation d'Hugoniot) pas universellement utilisée", "hypothèse", "on suppose nulle la masse entrante", "les équations stationnaires découlent trivialement des précédentes", et encore "L'utilisation de cette relation suppose donc une restriction.." , et on arrive encore et toujours à utiliser le nombre de Mach.. Mais bon, comme le demande Deedee81, où est la version "tout public" ? Il n'y en a pas ? Alors je m'incline devant votre savoir.

[soliris]

Bonjour,

Pourriez-vous nous expliquer la structure du gaz, et en quoi elle est différente avant et après le passage dans la tuyère ?

Merci.

Allons, Albanxiii .. Les gaz accélèrent dans le convergent, comme prévu, parce que le passage devient étroit. Puis ils accélèrent encore, dans le divergent, .. parce que le passage devient plus large ! Comprenez mon étonnement, et de plus expliquez moi "pourquoi" c'est à partir de ce foutu col de tuyère à Mach 1 que les choses s'inversent. Evidemment, depuis le temps qu'on les utilise, le "comment" du fonctionnement des tuyères de Laval est parfaitement décrit, je n'en doute pas.

Et je réponds à Arollencore, par la même occasion: il ya une dimension supplémentaire dans le mouvement des particules de gaz; évidemment elles sont déjà en répulsion au départ, mais il apparaît une répulsivité nouvelle qui change, qui est supérieure à la loi de Bernoulli : comment la pression et la température peuvent-elles chuter vertigineusement au niveau du col et encore après ?
Il y a un changement de norme dans l'accélération des particules; peut-être gagnent-elles une dimension de temps au dénominateur, dans ce cas l'on ne parlerait plus de mètres/ sec² mais de mètres/sec³. Cette formule de l'accélération aurait tendance à nous rapprocher des unités de l'intensité acoustique( on parle bien de la vitesse du son ?).

Cette dernière phrase n'est qu'une supposition, mais la question est inlassable: "Que se passe-t-il dans le divergent?".

[gts2]

Les gaz accélèrent dans le convergent, comme prévu, parce que le passage devient étroit. Puis ils accélèrent encore, dans le divergent, .. parce que le passage devient plus large ! Comprenez mon étonnement, et de plus expliquez moi "pourquoi" c'est à partir de ce foutu col de tuyère à Mach 1 que les choses s'inversent.

Si une version grand public n'existe pas, c'est peut-être que cinq variables (température, pression, vitesse, masse volumique, section) et quatre équations (débit, principe fondamental de la dynamique, loi des gaz parfait, isentropique), c'est difficile à traduire avec les mains.

Essayons : le débit massique est constant, la pression est décroissante selon x, ce qui implique que v est croissante et décroissante. Lorsque A passe par un minimum, sa variation est nulle, il faut donc que la diminution de compense exactement l'augmentation de v. La relation en provenance de l'isentropique et P,v en provenance du principe fondamental de la dynamique implique donc une relation qui conduit à v=c. Mais là, je n'ai fait que traduire en mot les équations, c'est juste pour voir le cheminement et comprendre que montrer avec les mains v=c au col n'est pas évident du tout.

[gts2]

Comment la pression et la température peuvent-elles chuter vertigineusement au niveau du col et encore après ?

Dans :

https://www.math.u-psud.fr/~fdubois/...2003/laval.pdf

il y a des résultats de simulation de tuyère (première courbe), et c'est moins vertigineux.

[Arollencore]

Allons, Albanxiii .. Les gaz accélèrent dans le convergent, comme prévu, parce que le passage devient étroit. Puis ils accélèrent encore, dans le divergent, .. parce que le passage devient plus large ! Comprenez mon étonnement, et de plus expliquez moi "pourquoi" c'est à partir de ce foutu col de tuyère à Mach 1 que les choses s'inversent.

Parce que jusque là, on était (ou on pouvait se considérer comme) en incompressible, alors qu'après ce col, on est indiscutablement en compressible.

Et je réponds à Arollencore, par la même occasion: il ya une dimension supplémentaire dans le mouvement des particules de gaz;

Laquelle?

évidemment elles sont déjà en répulsion au départ, mais il apparaît une répulsivité nouvelle qui change, qui est supérieure à la loi de Bernoulli :

Tu la vois où?

comment la pression et la température peuvent-elles chuter vertigineusement au niveau du col et encore après ?

Seulement sur ton dessin.

Il y a un changement de norme dans l'accélération des particules; peut-être gagnent-elles une dimension de temps au dénominateur, dans ce cas l'on ne parlerait plus de mètres/ sec² mais de mètres/sec³.

??? ???

Cette dernière phrase n'est qu'une supposition, mais la question est inlassable: "Que se passe-t-il dans le divergent?".

Une détente à partir d'une situation de compression.

[Deedee81]

Salut,

Une détente à partir d'une situation de compression.

Je te remercie car c'est sans doute jusqu'ici la meilleure vulgarisation dans ce fil des infos techniques qui avaient été données. C'est vraiment ce que j'espérais.
(attention, ne nous méprenons pas, ça ne veut pas dire que les messages précédent sont inutiles , les simus de gts2 sont très utiles)

J'espère que Soliris comprendra ces explications.

[soliris]

Dans :

https://www.math.u-psud.fr/~fdubois/...2003/laval.pdf

il y a des résultats de simulation de tuyère (première courbe), et c'est moins vertigineux.

Merci pour ces graphes; ils ne sont pas explicités et c'est dommage: chacun devrait être divisé non-arbitrairement en 3 catégories: le convergent, le col, et le divergent.



A peu près tous présentent des ruptures de continuité énormes, comme ce schéma de Van Leer, ci-dessus. Les lecteurs auraient grandement besoin de vos explications là-dessus. Donc c'est totalement VERTIGINEUX, dans les 3/4 des schémas.
Tous les innombrables essais en soufflerie qui ont été effectués depuis 100 ans montrent un souci de précaution quant à la construction des tuyères.. Mais ils témoignent aussi d'une absence théorique précise de l'explication de l'influence des formes et des profils qui caractérisent toute l'histoire de la balistique.

[soliris]

Parce que jusque là, on était (ou on pouvait se considérer comme) en incompressible, alors qu'après ce col, on est indiscutablement en compressible.

Amusant comme nous sommes exactement à l'opposé de nos conclusions.. La répulsivité augmentée, pour moi, c'est l'incompressiblité.

Chute vertigineuse de pression et de température seulement sur ton dessin.

C'est moche de dire que le graphe de wikipédia est "mon dessin", parce que je l'ai choisi, ou parce qu'il est tout-public.
A propos des m/sec³ que je verrais bien dans le divergent, c'est facile de voir qu'il faut multiplier cette accélération par des sec² pour trouver la vitesse.. or, c'est curieux, on obtient alors une courbe parabolique de la vitesse
v sur le graphe de wiki..

Mais bon, c'est que le début, d'accord, d'accord.

[soliris]

Si une version grand public n'existe pas, c'est peut-être que cinq variables (température, pression, vitesse, masse volumique, section) et quatre équations (débit, principe fondamental de la dynamique, loi des gaz parfait, isentropique), c'est difficile à traduire avec les mains.

Essayons : le débit massique est constant, la pression est décroissante selon x, ce qui implique que v est croissante et décroissante. Lorsque A passe par un minimum, sa variation est nulle, il faut donc que la diminution de compense exactement l'augmentation de v. La relation en provenance de l'isentropique et P,v en provenance du principe fondamental de la dynamique implique donc une relation qui conduit à v=c. Mais là, je n'ai fait que traduire en mot les équations, c'est juste pour voir le cheminement et comprendre que montrer avec les mains v=c au col n'est pas évident du tout.

Merci pour toutes ces précisions. Elles mettent en lumière toutes les choses dont il faut tenir compte.

[gts2]

Merci pour ces graphes; ils ne sont pas explicités et c'est dommage: chacun devrait être divisé non-arbitrairement en 3 catégories: le convergent, le col, et le divergent.

A priori, le col est en x=0,5

[gts2]

Merci pour ces graphes; A peu près tous présentent des ruptures de continuité énormes. Donc c'est totalement VERTIGINEUX, dans les 3/4 des schémas.

Là c'est autre chose : la tuyère n'est pas adaptée et la pression en fin de tuyère est différente de la pression ambiante, il y a alors naissance d'une onde de choc, discontinuité de pression, pour "adapter" ces deux pressions.
http://Table des matièresaerodynamiq...r/id_fichier/6 décrit ce phénomène mais cela n'est pas vraiment simple.

[Arollencore]

Amusant comme nous sommes exactement à l'opposé de nos conclusions.. La répulsivité augmentée, pour moi, c'est l'incompressiblité.

Ouais, donc tu ne connais absolument pas la signification du terme incompressible en aérodynamique……
Tu sais, on ne fait pas de science en inventant ses propres définitions différentes de celles utilisées par tous les autres, ça nuit fortement à la discussion.

C'est moche de dire que le graphe de wikipédia est "mon dessin", parce que je l'ai choisi, ou parce qu'il est tout-public.

Ben, ce n’est pas parce que j’ai dit ton dessin que j’ai pensé qu’il venait de toi, c’est juste que c’est celui que tu as utilisé, pas besoin d’y voir autre chose, surtout rien d’agressif.
Alors, pour être complet, la différence entre les graphiques à faible ou forte variation vient de la géométrie de la tuyère, rien de plus. Si le convergent est «brutal» la pente du graphique le sera aussi.

A propos des m/sec³ que je verrais bien dans le divergent, c'est facile de voir qu'il faut multiplier cette accélération par des sec² pour trouver la vitesse.. or, c'est curieux, on obtient alors une courbe parabolique de la vitesse
v sur le graphe de wiki..

Mais bon, c'est que le début, d'accord, d'accord.

Non, c’est seulement n’importe quoi..

[soliris]

Bonjour,

Pourriez-vous nous expliquer la structure du gaz, et en quoi elle est différente avant et après le passage dans la tuyère ?

Merci.

Je réfléchis à cette proposition. Finalement, l'on peut reprendre l'équation de Bernoulli comme un cas particulier qui n'a peut-être pas été encore envisagé. Je rappelle son équation sans la densité d'énergie potentielle: .

Finalement (ou dès le départ..), cette formule est encore trop longue: au début de l'explosion "dans" la tuyère, à l'entrée du convergent d'une tuyère, la pression est absolument phénoménale, mais la densité d'énergie cinétique est égale à zéro: les gaz n'ont pas encore de vitesse.
A l'opposé, à la sortie du divergent de la tuyère, la pression est descendue à l'équilibre avec la pression environnante. Prenons le cas où nous sommes dans l'espace: la pression vaut zéro.

Or donc, une variante (nouvelle ?) de l'équation de Bernoulli doit préserver l'égalité des densités d'énergie; à ce moment-là on pose ceci.

P_conv + 0.v² = 0.P + 1/2 rho.v²_div

Mais cette notation n'est pas encore parfaite, parce qu'elle doit aussi se vérifier dans le col de la tuyère, ou nous avons une "balance entre les 2".
Donc l'équation qui nous intéresse est celle-ci:

P_conv= P_col + 1/2 rho. v²_col=1/2 rho.v²_div

Bon, il reste à se mettre au boulot.. mais la condition de Bernoulli est posée.

[Arollencore]

Après avoir, dans ton premier message, sorti une erreur par phrase, et n'avoir pas voulu t'informer d'avantage (pas de vraie réponse à mon premier message), puis avoir confirmé ton errance (dénoncée dans mon précédent message) voilà que tu nous colles du Bernouilli version strictement incompressible pour une situation dont l'évoluition passe de l'incompressible au compressible, mais il est vrai que tu as montré que tu ne comprenais pas la signification de ces mots là.
Il y a des gens qui cherchent vraiment à savoir, ils ne méritent pas de lire de telles........ choses.

[FC05]

Bernoulli suppose un fluide incompressible qui ne change pas de température (comme ça t'a été précisé, mais je préfère le redire).

Là ça n'est pas le cas, alors oublie, achète un bouquin de mécaflux, bosse et revient dans 3 mois !

Je sais, je ne suis pas gentil , mais à un moment il faudrait que tu comprennes que sans des bases sérieuses on ne peut rien faire et que ces bases, tu ne les apprendra pas sur un forum.
Puis un petit travail sur les unités, ça évitera aussi des horreurs comme les m.s^-3 !

[soliris]

Bernoulli suppose un fluide incompressible qui ne change pas de température (comme ça t'a été précisé, mais je préfère le redire).

Puis un petit travail sur les unités, ça évitera aussi des horreurs comme les m.s^-3 !

Hello.. Les m.sec^-3 ne sont pas une "horreur"; il s'agit de l'accélération d'une accélération. Dur à imaginer ? Pourtant un passage à un changement d'unités dimensionnelles expliquerait de brusques cisaillements ou errances de courbes dans les graphes que l'on voit à partir du lien de gts2, que je reproduis ici . Ou que je donne en image ci-dessous. Cet exemple issu du PDF est d'ailleurs très mal expliqué (pas du tout, en fait).



Le nombre de Mach est un arbre qui cache la forêt.. derrière lui. Sans lui, FC05 et Arollencore, que pouvez-vous expliquer ?

Cceci est mon équation .. P_conv= P_col + 1/2 rho. v²_col=1/2 rho.v²_div et pas celle de Bernoulli ? Ok.. Mais revoici les choses telles qu'elles se présentent: il y a une densité d'énergie de base, dans le convergent (compte non tenu de la température, puisque c'est elle qui fournit la pression) d'une tuyère de Laval, et cette densité change au fur et à mesure que la tuyère change de structure.

Il se passe quelque chose d' inconnu dans le divergent, à partir du col. Vous ne m'enlèverez pas cette obsession, simplement en disant "tout est normal". Ou "tout est bon dans le cochon" ou "Il vaut mieux être beau, jeune et riche que laid, vieux et pauvre".

[Arollencore]

Hello.. Les m.sec-3 ne sont pas une "horreur"; il s'agit de l'accélération d'une accélération. Dur à imaginer ?

Non, c’est ce que l’on nomme le «à-coup» ou le «jerk».

Pourtant un passage à un changement d'unités dimensionnelles expliquerait de brusques cisaillements ou errances de courbes dans les graphes que l'on voit à partir du lien de gts2, que je reproduis ici . Ou que je donne en image ci-dessous. Cet exemple issu du PDF est d'ailleurs très mal expliqué (pas du tout, en fait).

Ce n’est pas parce que tu ne comprends pas le graphe qu’il faut parler de cisaillement (terme bien étrange dans ce cas) ou d’errance.
Lorsque l’on ne comprend pas quelque chose, pourquoi affirmer des choses «bizarres» plutôt que d’essayer d’apprendre?

Le nombre de Mach est un arbre qui cache la forêt.. derrière lui. Sans lui, FC05 et Arollencore, que pouvez-vous expliquer ?

Très très difficile de savoir quoi et comment expliquer à quelqu’un qui prouve qu’il ne connaît pas du tout les base les plus élémentaires du sujet.
Ton tout premier message comportait plusieurs erreurs pour lesquelles j’ai essayé (message 11) de te pousser à être plus précis, en vain.
Au lieu de ça, tu as enchaîné sur une équation (fausse d’ailleurs) en mode «je vous explique».
Comment imaginer une vraie discussion dans ces conditions?

Cceci est mon équation .. Pconv= Pcol + 1/2 rho. v²col=1/2 rho.v²div et pas celle de Bernoulli ?

Elle est fausse….

Ok.. Mais revoici les choses telles qu'elles se présentent: il y a une densité d'énergie de base, dans le convergent (compte non tenu de la température, puisque c'est elle qui fournit la pression)

Et pourtant il faut en tenir compte quand même.

d'une tuyère de Laval, et cette densité change au fur et à mesure que la tuyère change de structure.

Comment ça change de structure?????????? C’est quoi pour toi la structure?

Il se passe quelque chose d' inconnu dans le divergent, à partir du col.

Ben non, rien d’inconnu, seulement une détente d’un gaz DEVENU COMPRESSIBLE (mais sais-tu seulement ce que cela veut dire) qui forcément accélère.


Revenons à ton premier message:

Nous voyons sur cette image wikipedia qu'au niveau du col de la tuyère, entre le convergent et le divergent, la pression et la température chutent de façon vertigineuse et, paradoxalement, la vitesse du gaz expulsé de gauche vers la droite dans le divergent augmente

Pourquoi paradoxalement?

La tendance à la facilité est de déclarer rapidement que la température et la pression se sont transformés en vitesse du fluide,

Ben oui, ne t’en déplaise….

mais c'est oublier qu'il a fallu un conditionnement très spécifique pour y arriver et que l'on passe du mode "Bernouilli" à une structuration du gaz complètement différente.

Ben voilà ton problème, et c’est la démonstration que tu n’as pas compris le concept de compressibilité ou d’incompressibilité en aérodynamique, et plutôt que de te renseigner, tu as préféré inventer une théorie personnelle que tu viens ici nous «vendre». Ça, ça ne marche pas….

Ma question précise est donc (une nouvelle fois) celle-ci : en dehors de la constatation empirique du nombre de Mach au niveau du col

Ce n’est PAS empirique, c’est physiquement logique, et pour info, le nombre de mach au col, c’est un, toujours un, forcément un.

(vitesse du son: ce qui n'explique rien),

Ben ça veut dire ce que ça veut dire, pas besoin d’expliquer autre chose.

quelles sont les nouvelles caractéristiques (apparemment répulsives) du gaz dans le divergent de la tuyère de Laval ?

La seule chose qui ait changée, c’est que le fluide est devenu compressible. Alors forcément, si tu ne comprends pas le mot, ça devient difficile.

On ne va pas te faire un cours complet pour rattraper tout, alors pourquoi ne pas chercher par toi même et poser des questions précises sur des points précis qui ne demandent pas trois plombes à répondre.



Tu sais, il y a moyen d'avoir une discussion constructive et enrichissante pour tout le monde, mais la stratégie: "j'affirme et impose ma théorie révolutionnaire, et ne pose d'autres questions que celles que je crois démontrer ma thèse", ça ne passera jamais.

[FC05]

Il me vient une citation d'Audiard ... Mais c'est hors charte ...

[soliris]

Non, c’est ce que l’on nomme le «à-coup» ou le «jerk».

C'est de la pure mauvaise foi. L'à-coup (ou jerk) est le nom donné à une accélération qui varie par unité de temps, et c'est donc bien une accél. d'accélération. Tu penses vraiment convaincre quelqu'un avec une telle réponse ?

Ce n’est pas parce que tu ne comprends pas le graphe qu’il faut parler de cisaillement (terme bien étrange dans ce cas) ou d’errance.

Oui, les graphes (TOUS) présentent des cisaillements ou des .. divergences.. dans le divergent de la tuyère, et à partir du col

Très très difficile de savoir quoi et comment expliquer à quelqu’un qui prouve qu’il ne connaît pas du tout les base les plus élémentaires du sujet.

Admettons.. Je suis comme vous: il me faut un minimum d'explications, même rapides, pour ACCEPTER d'étudier et retenir une idée. Alors pour une fois (toi, le professeur), explique le PRINCIPE suivant : "En régime d'écoulement supersonique (vitesse supérieure à la vitesse du son) le comportement du gaz s'inverse : pour que sa vitesse augmente il faut que le diamètre du tuyau augmente".. sans utiliser un autre PRINCIPE, celui du nombre de Mach. Parce qu'à expliquer un principe avec un autre, on peut aussi bien dire "Tous les chemins mènent à Rome, en passant par la Mammoth Cave, qui passe par le centre de la Terre, selon Zarathustra".

Au lieu de ça, tu as enchaîné sur une équation (fausse d’ailleurs) en mode «je vous explique».

Une équation est déjà une explication; si je la propose, c'est pour démontrer justement qu'en ce cas-ci elle est fausse. De plus la logique newtonienne est mise à mal avec la tuyère de Laval (voir plus bas).

Ben voilà ton problème, et c’est la démonstration que tu n’as pas compris le concept de compressibilité ou d’incompressibilité en aérodynamique, et plutôt que de te renseigner, tu as préféré inventer une théorie personnelle que tu viens ici nous «vendre». Ça, ça ne marche pas….

Lol ! Tu as parlé de "conversation" .. Je n'ai rien d'autre pour l'instant à vendre, juste parler un peu avant qu'effectivement, les "choses" ne prennent une autre tournure. Ce que tu appelles "à-coup" et que je préfère nommer "divergence" présente de curieuses particularités, et semble se retrouver au milieu d'autres phénomènes terrestres.. et spatiaux.

Autre chose qui me chiffonne (he oui, encore cela en plus) avec la tuyère de Laval: sa logique non-newtonienne. Laval.. c'est un moteur à réaction (arrêtez-moi si je dis des conneries).. et donc la FORME du convergent de la tuyère ne devrait pas freiner ou comprimer ses effets, sans réduire cette explosion. Donc l'idée de réutiliser les gaz d'échappement pour avancer était UNE ERREUR de conception.. Mais qui a POURTANT fonctionné !!

L'enthalpie H = U + PV donne un résultat supérieur à U .. ce qui est soit un miracle, soit l'ignorance d'une loi de RESONANCE dans la tuyère, ce dont on ne parle jamais.

[Arollencore]

C'est de la pure mauvaise foi. L'à-coup (ou jerk) est le nom donné à une accélération qui varie par unité de temps, et c'est donc bien une accél. d'accélération. Tu penses vraiment convaincre quelqu'un avec une telle réponse ?

Ben, tu as une fois de plus tout compris de travers, et je remarque au passage, que comme toujours avec ceux qui veulent imposer une théorie révolutionnaire sans en avoir le moins du monde la capacité, tu es très chatouilleux et crois toujours être visé.
Ton message se terminait par: «Dur à imaginer ?», et mon «non» répondait à ça et seulement à ça. Donc non, ce n’est pas dur à imaginer, c’est ce que l’on nomme le «à-coup» ou le «jerk». Bref aucune attaque là dedans, seulement dans ton imagination.

Oui, les graphes (TOUS) présentent des cisaillements ou des .. divergences.. dans le divergent de la tuyère, et à partir du col

Ce sont les termes que tu emploies qui sont inapropriés, et c’est ça que dit mon message. À part ça, j’ai compris ce que tu voulais dire, mais j’y ai déjà répondu (dans le message 18).

Le reste est tellement n’importe quoi que je préfère faire une sorte de «topo» général, parce que là c’est trop.
1) L’incompressibilité:

Les molécules d'un gaz sont animées de mouvements incessants; elles se heurtent, rebondissent, se heurtent à nouveau pour rebondir encore. Toutefois, et malgré toutes ces collisions, la distance moyenne qui les sépare reste constante et dépend uniquement de la pression et de la température.

On ne peut donc pas les rapprocher sans agir sur la pression et/ou la température (si l’on veut vraiment une compression, il faut une enceinte close avec un piston par exemple).

Le simple déplacement d'un objet est donc incapable de provoquer un rapprochement des molécules (une compression). Si, par exemple, je déplace rapidement ma main dans l’air, les molécules d’air se trouvant sur le passage de ma main ne se rapprochent pas, elle ne s’ammassent pas devant ma main, elle la contournent sans vraiment se rapprocher et ce contournement commence d’ailleurs avant de toucher ma main.
On remarque ça lorsqu’en voiture, et par temps de neige, on voit des flocons éviter le pare brise en déviant leur trajectoire avant de toucher la vitre.

Donc attention, «incompressible» ne signifie pas ici totalement rigide, cela signifie simplement que les molécules de gaz refusent de se rapprocher, et s'échappent dès que l'on tente de les y forcer.

Si l'on veut être pointilleux, il y a quand même une très légère compressibillité, même à basse vitesse, mais l'erreur induite par l'hypothèse d'incompressibilité est faible (pour l’air ambiant, 5% à 350 Km/h).
Mais justement c’est cette très légère compression qui est à l’origine de la force qui permet cette déviation précoce des flocons de neige, et de l’air en général.
Cette légère compression est comme une petite onde de pression qui précède l’objet en mouvement, une onde de pression qui se déplace…. ben à la vitesse du son, forcément puisque le son lui même n’est rien d’autre. Et c’est pourquoi ceci n'est valable qu'à vitesse subsonique.

Effet venturi:
On ne peut pas comprimer l’air (dans les conditions dites d’incompressibilité) avec un mouvement de la main, eh bien on ne peut pas non plus le comprimer avec un simple étranglement sur son passage.
Si l'on fait passer de l'air dans un tube présentant une zone de section nettement plus faible (étranglement) pour obliger les molécules à s'y rapprocher, elles "s'échapperont" en accélérant dans la zone de faible diamètre pour ne pas se rapprocher. La force avec laquelle on tentera d'obliger les molécules à se rapprocher ne servira qu'à les accélérer.


Il est facile de se rendre compte qu’il y a obligatoirement conservation du débit massique (la masse de gaz par unité de temps) parce que tout ce qui entre d’un côté devra forcément ressortir de l’autre.

Pour avoir le même débit dans une section étroite que dans une section large, il faut que la vitesse de l'écoulement soit plus grande dans la section étroite, et plus faible dans la partie large. L'étranglement provoque donc une accélération de l'air.

Pour visualiser la chose, on peut imaginer un cube d'air devant traverser un venturi.
Les dimensions du cube d'air ne lui permettent pas de passer dans l'étranglement sans "s'amincir". L'hypothèse d'incompressibilité de l'air impose alors qu'il s'allonge pour compenser l'amincissement et conserver ainsi le même volume.

L'allongement se produit grâce à l'accélération du flux dans la zone étroite.
Dans le cas d’un venturi, le fluide (ou le venturi lui même) est déjà en mouvement dès le début, c’est ce qui explique le déplacement du fluide à travers le dispositif. De plus les conditions initiales (en entrée) sont égales aux conditions finales (en sortie). On retrouve donc, à la sortie du venturi, des conditions exactement égales à celles de l’entrée.
Pour une tuyère, il y a des différences:
1) La «mise en route» avant le convergent est due à la pression règnant dans la chambre.
2) Les conditions en entrées sont très différentes des conditions en sortie. En particulier la pression et c’est heureux parce que si la pression en sortie était égale à la pression dans la chambre, il ne se passerait rien.

Venons en à la tuyère:
Tout d’abord, non, il n’y a pas à proprement parler d’explosion, seulement une combustion très rapide sous très haute pression.
Les gaz ainsi produit, et justement parce qu’ils sont sous très haute pression, ont envie de se dilater, de se détendre. Ils pourraient le faire dans presque toute les conditions (sauf enceinte close), mais pour obtenir cette très haute pression, et justement parce qu’il ne s’agit pas d’une véritable explosion, il faut une enceinte pas trop ouverte (d’où le convergent). Mais ça tombe bien parce que les gaz, étant au départ animés d’une vitesse très inférieure à celle du son (pour ces gaz là à cette pression là et cette densité là), ils sont dans les condition d’incompressibilité telle que décrite plus haut.
Attention à ne pas se tromper de définition; ces gaz sont sous très haute pression donc ils sont comprimés de fait, mais selon la définition d’incompressibilité donnée plus haut ils sont incompressibles, ce qui signifie seulement qu’un étranglement (ou le déplacement d’une main ) ne les comprime pas d’avantage.
Par contre, comme pour le venturi, et pour les mêmes raison (conservation du débit massique, entre autres) ils vont accélérer (en se détendant d’ailleurs) dans l’étranglement.

Comme on l’a dit plus haut, le comportement des molécules ici est influencé par l’onde de pression générée par le mouvement relatif, et cette onde de pression se déplace à la vitesse du son (!!!!pour ces gaz là à cette pression là et cette densité là), et donc il est tout naturel et compréhensible que lorsque cette vitesse du son (!!!!pour ces gaz là à cette pression là et cette densité là) est atteinte, ben ça ne marche plus.
C’est normal, cette onde de pression qui se déplace à la vitesse du son sert en quelque sorte à «avertir» les molécules (en fait à les repousser), mais si elles vont déjà à la même vitesse, ben c’est trop tard, elle percute la main, le flocon percute la pare brise, bref l’«entassement» peut débuter, et on passe en compressibilité.
Ça veut dire donc qu’un objet en mouvement va comprimer le gaz devant lui, et qu’un étranglement va lui aussi comprimer le gaz. Si donc on diminue encore le diamètre du canal, ben les gaz vont se comprimer plutôt que d’accélérer., Ils vont même avoir tendance à ralentir. Mais s’il ralentissent, ben ils sont à vitesse inférieure à celle du son (pour ces gaz là à cette pression là et cette densité là), et s’ils sont à une vitesse plus faible, ben ils peuvent accélérer jusqu’à la vitesse du son (pour ces gaz là à cette pression là et cette densité là)…. On voit ici pourquoi, c’est au col que l’on a obligatoirement la vitesse du son. Ce n’est pas étrange, ou empirique ou sans signification, c’est logique.

Après que se passe-t’il? Ben les gaz sont à la vitesse du son, mais sont toujours comprimés, leur pression est toujours supérieure à celle qui règne en aval. Ils ont donc toujours envie de se dilater, de se détendre, comme au début. Sauf qu’au début, pour cause d’incompressibilité, ils pouvaient le faire presque partout, même dans un convergent (dans un venturi, le gaz ne ralenti dans le divergent après le convergent que parce que les conditions de pressions en aval le lui impose). Mais maintenant, puisque l’on est en compressibilité, pour accélérer, il n’y a plus cette onde de pression qui canalisait en quelque sorte le mouvement, et du coup il faut absolument un divergent pour permettre l’expansion.
C’est pour ça que le fluide accélère encore. Le ou les gaz n’a ou n’ont pas changé de nature ou de propriété, à part la compressibilité qui maintenant impose que seul un divergent peut permettre la poursuite de la détente.


Et non, la logique newtonienne n’est pas mise à mal avec la tuyère de Laval, et ce n’était pas une erreur de conception, c’est juste que tu n’as pas compris le principe. Tu t’es trompé avec ton explosion et surtout avec le convergent supposé comprimer, alors que justement il ne comprime pas (conditions d’incompressibilité).

L'enthalpie H = U + PV donne un résultat supérieur à U .. ce qui est soit un miracle, soit l'ignorance d'une loi de RESONANCE dans la tuyère, ce dont on ne parle jamais.

Non, par contre il s’agit encore et toujours d’une ignorance/incompréhension de ta part.
H + U + PV concerne les transfiormations ISOBARES donc à pression constante, donc absolument rien à voir avec un moteur fusée.
Et ne parlons pas de loi de résonance, c’est du n’importe quoi une fois de plus.

[soliris]

Remarquable exposé, Arollencore.

Il y a certainement plusieurs lecteurs qui l'attendaient, y compris moi-même.

La situation du clivage incompressibilité/compressibilité au niveau du col est très clair:

C’est normal, cette onde de pression qui se déplace à la vitesse du son sert en quelque sorte à «avertir» les molécules (en fait à les repousser), mais si elles vont déjà à la même vitesse, ben c’est trop tard, elle percute la main, le flocon percute la pare brise, bref l’«entassement» peut débuter, et on passe en compressibilité.

Je vais retourner ces explications quelques dizaines de fois dans ma tête.

A +, et merci encore.

[Arollencore]

Bonjour.
Content que ça te convienne.
A +

[soliris]

Ok, Arollencore, je ne vais pas te laisser dormir sur tes certitudes.. Bien que tes explications aient été les plus parfaites à ce jour, ce bout de phrase reste sybillin :

C’est normal, cette onde de pression qui se déplace à la vitesse du son sert en quelque sorte à «avertir» les molécules (en fait à les repousser)

Dans le divergent, rien ne va plus .. quand même !

La compressibilité "divergente" est un paradoxe absolu du point de vue que:

1. Les molécules de gaz ne se détendent pas, puisqu'elles se compriment
2. Si elles se compriment, elles n'ont pas envie de "diverger", ou alors, elles ont mangé du T0PSET ! (et je rigole pas..) Car diverger signifierait occuper PLUS de place PENDANT le même laps de temps que la compression.. occupe moins de place.
3. Elles rebroussent chemin en créant un front contre le col et contre tout ce qui vient de l'arrière.

Au lieu de cela

1. Il y a une résonance au niveau du col entre la vitesse du son et du fluide, que tu n'as pas expliquée, et peut-être même entre le son et son flux d'impédance (analogue à une vitesse, voir ses unités pour l'air), car je soupçonne que la tuyère de Laval est un gigantesque SIFFLET. Le flux-retour d'impédance est complètement ignoré en physique (et je compte bien l'utiliser aussi, d'ailleurs).
2. La compression dans le divergent devrait installer un MUR contre ce qui vient du convergent, OR ce mur est DEJA PRESENT puisque le fluide du divergent s'appuie dessus.. Effet-retour impossible !
3. Je rappelle: se comprimer ET diverger nécessite le passage à un autre modèle énergétique et donc à une autre forme d'accélération.

Donc nous avons affaire au niveau du col à un REFLECTEUR sur ce qui re-viendrait de l'avenir mais pas sur ce qui vient du passé, et nous avons affaire à d'autres unités énergétiques dans le divergent.

Les graphes, Arollencore, regarde les graphes.

[Arollencore]

Ok, Arollencore, je ne vais pas te laisser dormir sur tes certitudes.. Bien que tes explications aient été les plus parfaites à ce jour, ce bout de phrase reste sybillin :

Dans le divergent, rien ne va plus .. quand même !

La compressibilité "divergente" est un paradoxe absolu du point de vue que:

1. Les molécules de gaz ne se détendent pas, puisqu'elles se compriment

Mais où donc es-tu allé cherché qu'elles se comprimaient dans le divergent? À mon avis nous sommes encore face à une incompréhension totale au niveau des mots..

2. Si elles se compriment, elles n'ont pas envie de "diverger", ou alors, elles ont mangé du T0PSET ! (et je rigole pas..) Car diverger signifierait occuper PLUS de place PENDANT le même laps de temps que la compression.. occupe moins de place.

Ben justement, elles ne se compriment pas, et je ne vois toujours pas où tu as vu ça.

3. Elles rebroussent chemin en créant un front contre le col et contre tout ce qui vient de l'arrière.

Non...

Au lieu de cela

1. Il y a une résonance au niveau du col entre la vitesse du son et du fluide, que tu n'as pas expliquée,

Forcément puisque ça n'existe pas.

et peut-être même entre le son et son flux d'impédance (analogue à une vitesse, voir ses unités pour l'air),

Ça non plus ça n'existe pas...

car je soupçonne que la tuyère de Laval est un gigantesque SIFFLET.

Le flux-retour d'impédance est complètement ignoré en physique

Et pour cause....

2. La compression dans le divergent devrait installer un MUR contre ce qui vient du convergent, OR ce mur est DEJA PRESENT puisque le fluide du divergent s'appuie dessus.. Effet-retour impossible !

Il n'y a PAS de compression dans le divergent. Tu sembles confondre compressible avec compression, si c'est le cas tu n'as strictement rien compris au schmilblics...

3. Je rappelle: se comprimer ET diverger nécessite le passage à un autre modèle énergétique et donc à une autre forme d'accélération.

Encore plus n'importe quoi que d'habitude....

Donc nous avons affaire au niveau du col à un REFLECTEUR sur ce qui re-viendrait de l'avenir mais pas sur ce qui vient du passé, et nous avons affaire à d'autres unités énergétiques dans le divergent.

Record battu...

Les graphes, Arollencore, regarde les graphes.

Toi, tu devrais plutôt essayer de les comprendre...... ou de penser à autre chose...