Fluides Visqueux Flashcards
Un liquide incompressible parfait est sans frottement et ne perd pas d’énergie interne, qu’en est-il des liquides incompressibles réels ?
Les liquides incompressibles réels sont soumis à des forces de viscosité dues à des frottements internes entre les couches de vitesses différentes, cette dissipation d’énergie induit une perte de pression
Quelle est la tendance des forces de viscosité ?
Elles tendent à ramener toutes les couches à la même vitesse par transfert de quantité de mouvement de la couche plus rapide vers la plus lente lors des collisions
Quelles sont les caractéristiques des forces de viscosité ?
- tangentes à la surface “qui frotte”
- s’opposent au mouvement
- proportionnelles à la différence de vitesse dv entre les couches
Quelle est la formule de la différence de vitesse dv entre les couches ?
Par quoi est représentée la viscosité d’un liquide réel ?
Elle est représentée par le paramètre de la viscosité η constant dans les cas les plus simples
Quelle est l’unité de la viscosité η ?
Elle est en Pa.s ou Pl (Poiseuille)
A quoi est liée la viscosité sanguine ?
Elle est liée à la densité de globules rouges et de globules blancs, à sa composition organique et à la température
Qu’est-ce que r ?
C’est la distance radiale à l’axe central
Comment se présente un fluide visqueux ?
- profil de vitesse parabolique
- vitesse nulle sur les parois immobiles
- vitesse maximale au centre car loin des parois et plus petites surfaces de frottement interne
Comment évolue la vitesse en fonction de la distance radiale à l’axe centrale par rapport à a²-r² ?
a étant le rayon du tube
Quelle est la formule du débit et de la vitesse moyenne ?
Quelle est la différence de pression dans les fluides visqueux ?
La pression à la sortie est inférieure à celle à l’entrée
Comment évolue les frottements du fluide sur les parois et dans la masse de liquide par rapport à la longueur du tube ?
Plus le tube est long, plus le fluide frotte sur ls parois et dans la masse de liquide
Comment évolue la vitesse maximale et la pente dv/dr en fonction du débit ?
La pente dv/dr augmente et la vitesse maximale aussi lorsque le débit augmente pour avoir la vitesse maximale sur l’axe et 0 au bord
Comment évolue la pente dv/dr en fonction du rayon a du tuyau ?
La pente dv/dr augmente lorsque le rayon du tuyau diminue car v doit chuter de vmax à 0 sur une plus courte distance
A quoi sont proportionnelles la perte d’énergie et de pression ?
- longueur du tube
- viscosité
- débit
- dv/dr = f(vitesse moyenne, rayon)
Quelle est la formule de la résistance hydraulique ?
Quelles sont les conditions pour la fiabilité de la formule de la résistance hydraulique ?
- écoulement laminaire de débit Q
- tube cylindrique de rayon a constant
Que faut-il pour vaincre la résistance R ?
Il faut au moins une différence de pression Δp entre l’amont et l’aval du tube de courant pour faire circuler le fluide avec le débit Q
Que permet la perte de pression de Poiseuille (ou de perte de charge) ?
Elle permet de fournir l’énergie perdue (irrécupérable) par les frottements, elle fournit de l’énergie motrice qui assure Q
Dans un circuit électrique, quelle est l’équivalence de la résistance hydraulique ?
Quelle est la formule de la puissance dissipée P ?
Quel est le signe de la perte par frottement de référence ?
On fait en sorte qu’elle soit positive
Comment devient la loi de Bernoulli avec un liquide incompressible réel / visqueux ?
Comment vérifier le bon fonctionnement de cette loi ?
On vérifié à même vitesse et donc même hauteur que la pression en amont est égale à la pression en aval plus la différence de pression de la loi de Bernoulli
Comment varie un liquide visqueux (sa perte de charge) ?
La perte de charge est constante par unité de longueur
Comment varie la pression par réduction du rayon du tube donc de la surface dans un liquide visqueux ?
La pression est perdue et n’est pas récupérée par les frottements dans un liquide visqueux
Que vaut Δp dans une résistance équivalente en série dans un liquide visqueux ?
Que vaut la résistance équivalente en série ?
Que vaut la résistance équivalente en parallèle ?
Comment varie la pression en fonction d’une résistance équivalente en parallèle ?
Elle varie linéairement
Qu’est-ce qu’une sténose artérielle ?
C’est un rétrécissement par dépôt de plaque d’athérome
Qu’est-ce que l’anévrisme ?
C’est un affaiblissement de résistance hydraulique par la dilatation de la paroi artérielle
Quel est le rapport des résistances hydrauliques de l’aorte R et d’un capillaire R’ ?
C’est inacceptable, le sang est bloqué
Comment calculer le nombre de capillaires avec le débit ?
Puisque’il y a conservation du débit
Que vaut la résistance équivalente du réseau de capillaires ?
C’est un réseau en parallèle, il y a forte chute de la résistance équivalente grâce au parallélisme
Quel est le nouveau rapport de résistances ?
Perte de charge plus acceptable
Qu’induit l’élasticité des parois ?
Elle induit la compliance, c’est-à-dire l’augmentation de volume dV sous une surpression
Quel est le modèle de tension artérielle ?
C’est le modèle de charge et de decharge d’un circuit RC avec croissance et décroissance exponentielle exp(-t/τ) avec constante τ = RC
Quelle est la structure des poumons ?
- zone de construction
- zone de distribution
- zone d’échanges
Qu’est-ce que la capacité vitale des poumons ?
4 à 5 L d’inspiration maximale à expiration maximale
Quel est le volume résiduel ?
1 à 2 L après expiration maximale
Quel est le débit ventilatoire dans les poumons ?
Au repos c’est de 7-8 L/min et en fort exercice c’est de 50 L/min
Que se passe-t-il au niveau des poumons au repos ?
Au repos, il y a rétraction du poumon élastique, c’est-à-dire expansion de la cage thoracique et dépression pleurale
Que se passe-t-il au niveau des poumons lors de l’inspiration ?
Il y a dépression pleurale (action musculaire du diaphragme et de la cage thoracique)
Que se passe-t-il lors de l’expiration normale ?
Il y a surpression passive (compliance des poumons distendus)
Que se passe-t-il lors de l’expiration forcée ?
Il y a surpression forte par compression musculaire du diaphragme et de la cage thoracique
Que permet la différence de pression entre le poumon et l’atmosphère ?
Elle assure le débit d’air contre les pertes de Poisruille de l’air visqueux
