tp3-karim(viscosité)

7/14/2019 tp3-karim(viscosité)

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I-BUT DE LA MANIPULATION :

Le but de cet essai est de :

Mesurer la viscosité d’un fluide en solution ;

Déterminer la viscosité dynamique d’un fluideen utilisant la formule de Stokes après savérification ;

Etalonner le viscosimètre à chute de bille ;

II-DEFINITION DE LA VISCOSITE :

Le changement de la forme d’un fluide réel enmouvement s’accompagne avec des frottements qu’on

appelle viscosité, et qui se subdivise en deux parties :1) Viscosité dynamique :

Prenons un fluide situé à la hauteur H et enmouvement à la vitesse V dans un solide sous l’actiond’une force F.

La viscosité dynamique du fluide est définie par :)*/()*( V S F H =η

avec S : la section du solide.

V : la vitesse de glissement du fluide sur la paroi.

H : l’épaisseur de la couche de fluide.

2) Viscosité cinématique :

Elle est définie par : ρ η ν /= (en Poiseuille(PI)ou Pa*S)Ou ρ est la masse volumique du fluide.

Finalement, il faut dire que la viscosité des liquidesdiminue beaucoup au fur et mesure que la températureaugmente, et elle dépend aussi de la pression.

III-MESURE DE LA VISCOSITE :

1-Appareil utilisé :

On mesure la viscosité par le viscosimètre àchute de bille ou le viscosimètre de HAAKE.

1



A. La procédure de mesure :Une bille sphérique tombe lentement dans un tube

bien calibré renfermant le liquide visqueux. On mesure ladurée t que met la bille pour parcourir une certaine

distance. On montre que la viscosité dynamiqueη

est proportionnelle à la durée t : t K *=η

B. Description de l’appareil :Le système comprend le tube de chute en verre

borosilicate très fragile et une bille.Le tube porte deux marques annulaires espacées de

100mm. L’espace entre le tube de chute et le corpsextérieur cylindrique en verre forme une chambre

thérmostaté par circulation d’un liquide. Le système demesure est fixé sur un support de telle façon qu’unmoment de mesure, l’axe de tube de chute forme unangle de 10° par rapport à la verticale.

C.Détermination de temps de chute :Le système de mesure est fixé sur son support de

telle façon qu’au moment de la mesure, l’axe du tube dechute forme un angle de 10°avec la verticale. Pour la

mesure, la bille est mise en position de départ enretournant l’ensemble de mesure. Le temps de chute dela bille entre les deux marques est déterminé auchronomètre. En retournant la partie de mesure de 180°la bille revient à son emplacement de départ.Normalement on fait plusieurs mesures successives pour déterminer une moyenne du temps de chute.

2-Etude pratique :

A. Détermination de la constante K de labille :

Pour cela on utilise la formule suivante :t fluidebille K *))()((* ρ ρ µ −=

Après la détermination du temps moyen de chute,on peut calculer facilement la constante K connaissant

Tableau de mesure :

Temps

T1 T2 T3 Tmoy

2



B. Vérification de la formule de Stockes :Dans le cas ou l’accélération est négligeable devant

les forces aérodynamique (viscosité, pression) cescalculs montrent que la traînée du spfères est :

∞

==∞∞

RU SU C T X

πµ 62

1 2

Qui conduit au : ²..18

D g U fluidebille

µ

ρ ρ −=

∞

Avec µ : La viscosité du fluide.

R : Le rayon de la sphère.D : Le diamètre de la sphère.U : La vitesse à l’infini du fluide.

L’expérience montre que cette méthode est bien vérifiée

tant que le nombre de Reynolds : µ

ρ RU R

e

∞

= est inférieur

à 0,3. Si Re ∈[0.3 ;5] on peut employer la formuled’Osseen :

+= e

e

X R

RC

163124

Tableau des valeurs :Utilisant des billes de même nature mais de rayon

différent on peut extraire le tableau suivant :

Diamètre

Temps

Re

Re²

Uexp

Uthé

∆UEXP

3



∆UTéH

Courbe U∞= f(Re2 ):

Mesure de la viscosité de plusieurssolutions eau-glycérine :

Solution 100% deglycérine

90% deglycérine

80% deglycérine

4



Courbe V= f(C) :

IV-CONCLUSION :

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