PHYSIQUE APPLIQUEE - CHOLET Renaudeau - La Mode - L’Hyrôme

Pression

lundi 1er octobre 2012, par jbernaud

Notions et contenus Capacités exigibles
Pression dans un fluide parfait et incompressible en équilibre : pressions absolue, relative et différentielle.

Équilibre d’un fluide soumis à la pesanteur.

Écoulement stationnaire.

Débit volumique et massique.

- Mesurer des pressions (absolue et relative).

- Citer et exploiter le principe fondamental de l’hydrostatique.

- Expliciter la notion de vitesse moyenne d’écoulement dans une canalisation.

- Mesurer un débit.

- Citer et appliquer la loi de conservation de la masse.

1°) Pressions relative, absolue et différentielles dans un fluide parfait, incompressible en équilibre

La pression est définie comme le quotient d’une force F par une surface S. La pression s’exerce perpendiculairement à la surface considérée.

P = F/S

Pression en Pascal Pa Intensité de la force F en Newton N Surface en m²

Pression relative : C’est la pression par rapport à la pression atmosphérique. Elle représente la différence entre la pression mesurée et la pression atmosphérique existante.

Pression absolue : pression mesurée au dessus du vide total ou du zéro absolu. Le zéro absolu représente une absence de pression.

Pa = Prel + Patm

Pression différentielle : C’est la différence de deux pressions ou la différence de grandeur entre une valeur de pression donnée et une pression de référence donnée.

Unité usuelle : 1 bar = 10^5 Pa

2°) Principe fondamental de l’hydrostatique ( TP) Pression hydrostatique : C’est la pression exercée au dessous de la surface d’un liquide par le liquide situé au dessus, quand le fluide est au repos. A l’intérieur d’une colonne de fluide se crée une pression due au poids de la masse de fluide sur la surface considérée. 

Principe fondamental :

PA-PB:différence de pression entre les points A et B, en Pascal (Pa)
rho  : masse volumique du fluide considéré comme incompressible en kg.m-3
g : accélération de la pesanteur g = 9,8 m.s-2
h : différence de hauteur entre A et B en mètre (m)

Vérification avec animation suivante :

3°) Mesure de débit

3.1) Écoulement stationnaire On dit qu’un écoulement est stationnaire, si les paramètres, qui le caractérisent (pression, température, vitesse, masse volumique, ...), ne dépendent pas du temps.

3.2) Débit massique et volumique

Débit massique Dm : la masse m de fluide traversant une section S par unité de temps

Dm = m/t avec Dm en kg.s-1

Débit volumique Dv : le volume V de fluide traversant une section S par unité de temps

Dv = V/t = Dm / rho avec Dv en m3.s-1

3.3) Vitesse moyenne d’écoulement dans une canalisation (TP)

v = Dv/S

Dv débit volumique du fluide en m3.s-1 S : surface correspondant à la section de la canalisation en m2 v : vitesse moyenne du fluide en m.s-1

3.4) Loi de conservation de la masse

Le débit massique se conserve dans le cas d’un écoulement stationnaire, si en plus le fluide est incompressible alors le débit volumique se conserve.

SAvA = SBvB

Surface A : SA

vitesse du fluide au niveau de la surface A : vA

Vérification avec l’animation "flux" :

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