Mécanique des fluides - Cours - 3FME1022

Objectif(s)

Acquis de l'apprentissage :

• Connaître les équations de conservation d'un fluide parfait : Masse ; Energie mécanique (Bernoulli) ; Quantité de mouvement (Euler)
• Maîtriser la réalisation de bilans hydrauliques
• Comprendre la conversion de l'énergie d'un fluide en énergie mécanique, et la conservation d'un fluide parfait en s’appuyant sur la statique des fluides (pression interne et motrice d'un fluide ; forces de pression sur un objet ; mesures de pressions) et les propriétés des fluides (notamment la viscosité)
• Maîtriser l'utilisation de la loi de Bernoulli généralisée et les notions de conversion d'énergie mécanique d'un fluide.
• Connaître différents appareils de mesure des pressions, débits et vitesses.
• Calculer les pertes de charge dans un circuit.
• Choisir une pompe industrielle.
• Connaître les bases de la dynamique et des écoulements autour d'objets immergés (écoulement autour de corps solides : force de traînée ; vitesse terminale de chute ; analyse adimensionnelle, coefficient de frottement)

Contenu(s)

Cours de base du génie des procédés axé sur l'hydraulique, d'une approche théorique aux aspects pratiques et appliqués

1. Statique des fluides : Pression interne et motrice d'un fluide ; Forces de pression sur un objet ; Mesures de pressions.
2. Equations de conservation d'un fluide parfait : Masse ; Energie mécanique (Bernoulli) ; Quantité de mouvement (Euler).
3. Application de la loi de Bernoulli et du 1er théorème d'Euler : Sonde de Pitot, débit des orifices, Venturi ; Singularités : coudes, élargissement brusques, etc. ; Mesures de débits.
4. Dynamique et écoulement des fluides réels : Analyse adimensionnelle ; Ecoulement laminaire et turbulent ; Coefficient de frottement.
5. Circuits hydrauliques : pertes de charge linéaires et singulières.
6. Pompes : Pompes volumiques et centrifuges ; Choix d'une pompe : circuit, puissance, cavitation (NPSH).
7. Ecoulement autour de corps solides : Force de traînée ; Vitesse terminale de chute.
8. Informations TP : rappels et compléments.

Les séances de TD sont réalisées en demi-promotion et sont fléchées dans l'emploi du temps. Certains TD peuvent être déplacés pour s'adapter au mieux à l'avancement du cours.

Quatre TP illustrent le cours : débitmétrie, pertes de charge d'un circuit hydraulique, pompe centrifuge, profils de vitesse dans un écoulement en conduite.

Notions de mécanique des fluides parfaits et statique des fluides (vue en premier cycle a priori) ; propriétés des fluides notamment la viscosité.