Viscosité
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La viscosité (du latin viscum) désigne la capacité d'un fluide à s'écouler, en mécanique des fluides. En langage courant, on utilise aussi le terme de fluidité.
Sommaire |
[modifier] Propriété
Lorsque la viscosité augmente, la capacité du fluide à s'écouler diminue. La viscosité tend à diminuer lorsque la température augmente. Par contre, on pourrait croire que la viscosité d'un fluide s'accroît avec sa densité mais ce n'est pas nécessairement le cas.
On classe notamment les huiles mécaniques selon leur viscosité, en fonction des besoins de lubrification du moteur et des températures auxquelles l'huile sera soumise lors du fonctionnement du moteur.
[modifier] Modélisation
Il existe deux types de viscosité :
- La viscosité dynamique μ (ou encore η) se mesure en pascal-seconde (Pa.s), cette unité ayant remplacé le poiseuille (Pl) qui a la même valeur. On trouve encore parfois l'ancienne unité : la poise (Po) ; 1 Pa.s = 10 Po.
Une façon de définir la viscosité dynamique est de considérer deux couches d'un fluide notées abcd et a’b'c'd', la couche abcd étant animée d'une vitesse relative à a'b'c'd' notée dv et dirigée suivant x. Sous l'effet de la viscosité, une force F s'exerce sur la couche a'b'c'd'. La viscosité dynamique μ est définie par la relation entre la norme de cette force et la vitesse relative dv
Force de viscosité agissant dans un fluide
, S étant la surface de chaque couche, et dz l'épaisseur de fluide séparant les deux couches. - la viscosité cinématique ν qui s'obtient en divisant la viscosité dynamique par la masse volumique ρ. Elle s'exprime en m²/s. Cette unité est très grande. Dans le système CGS la viscosité cinématique était exprimée en stokes (St) ou en centistokes (cSt). La conversion est immédiate, puisque 1 St = 1 cm²/s = 10-4 m²/s et 1 cSt = 1 mm²/s = 10-6 m²/s.
La viscosité d'un fluide varie en fonction de sa température ou des actions mécaniques auxquelles il est soumis. Voir par exemple à ce propos le phénomène de thixotropie. Pour déterminer l'importance de la température sur la viscosité d'un fluide on utilise un indice de viscosité. Plus cet indice est grand, moins la température a d'influence sur la viscosité du fluide.
[modifier] Quelques valeurs
| corps | température (°C) | viscosité (Pl) |
|---|---|---|
| Fluide parfaitement défini | ||
| hydrogène | 0 | 8,4 × 10-6 |
| 50 | 9,3 × 10-6 | |
| 100 | 10,3 × 10-6 | |
| air | 0 | 17,1 × 10-6 |
| 50 | 19,4 × 10-6 | |
| 100 | 22,0 × 10-6 | |
| xénon | 0 | 21,2 × 10-6 |
| eau | 0 | 1,79 × 10-3 |
| 20,2 | 10-3 | |
| 50 | 0,55 × 10-3 | |
| 100 | 0,28 × 10-3 | |
| glace | -13 | 15 × 1012 |
| mercure | 20 | 17,0 × 10-3 |
| acétone | 0,326 × 10-3 | |
| éthyle alcohol | 0,248 × 10-3 | |
| méthanol | 0,59 × 10-3 | |
| benzène | 0,64 × 10-3 | |
| nitrobenzol | 2,0 × 10-3 | |
| Fluide de la vie courante | ||
| bitume | 20 | 108 |
| mélasse | 20 | 102 |
| miel | 20 | 101 |
| huile de ricin | 20 | 0.985 |
| huile d'olive | 20 | [81 × 10-3...100 * 10-3] |
| café crème | 20 | 10 × 10-3 |
| sang | 37 | [4 × 10-3...25 × 10-3] |
| jus de raisin | 20 | [2 × 10-3...5 × 10-3] |
| pétrole | 20 | 0,65 × 10-3 |
| Viscosité de corps à la pression atmosphérique | ||
[modifier] Voir aussi
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