Mécanique des fluides

Table des matières

I. PROPRIÉTÉS DES FLUIDES

1. Mécanique des fluides et hydrauliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Définition d'un fluide

3. Système technique d'unités

4. Poids spécifique

5. Masse spécifique

6. Densité

7. Viscosité

8. Pression de vapeur

9. Tension superficielle

10. Capillarité

11. Pression du fluide

12. Pression unitaire

13. Différence de pression

14. Variations de pression dans les fluides compressibles

15. Hauteur de pression h

16. Module d'élasticité cubique

17. Compression des gaz

18. Conditions isothermes

19. Conditions adiabatiques ou isentropiques

20. Perturbation de la pression

 

II. FORCES HYDROSTATIQUES
S'EXERÇANT SUR LES SURFACES

1. Forces s'exerçant sur des surfaces planes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Ligne d'action de la force

3. Composantes horizontales et verticales d'une force

4. Tension de circonférence

5. Contrainte longitudinale

 

III. POUSSÉE ET FLOTTAISON. LE PRINCIPE D'ARCHIMÈDE

1. Principe d'Archimède . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Stabilités des corps flottants et des corps immergés

 

IV. TRANSLATION ET ROTATION DE MASSES DE LIQUIDES

1. Mouvement horizontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Mouvement vertical

3. Rotation de récipients ouverts

4. Rotation de récipients fermés

 

V. ANALYSE DIMENSIONNELLE
ET SIMILITUDE HYDRAULIQUE

1. Analyse dimensionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Théorème en Pi de Buckingham

3. Modèles hydrauliques

4. Similitudes géométriques

5. Similitude cinématique

6. Similitude dynamique

7. Rapport de la force d'inertie

8. Rapport de la pression à la force d'inertie

9. Rapport de la force de frottement visqueux à la force d'inertie

10. Rapport du poids à la force d'inertie

11. Rapport de la force d'élasticité à la force d'inertie

12. Rapport de la tension superficielle à la force d'inertie

13. Rapport de temps

 

VI. NOTIONS FONDAMENTALES
SUR L'ÉCOULEMENT DES FLUIDES

1. Les trois notions importantes relatives à l'écoulement des fluides . . . .

2. Écoulement des fluides

3. Écoulements permanents

4. Écoulement uniforme

5. Lignes de courant

6. Tubes de courant

7. Équation de continuité

8. Réseaux de lignes de courant et d'équipotentielles

9. Équation de l'énergie

10. Hauteur de vitesse et coefficient de l'énergie cinétique

11. Application du théorème de Bernoulli

12. Ligne de charge

13. Ligne Pièzométrique

14. Puissance

 

VII. ÉCOULEMENT DES FLUIDES DANS LES TUYAUX

1. Principe de l'énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Écoulement laminaire

3. Vitesse critique

4. Nombre de Reynolds

5. Écoulement turbulent

6. Contrainte tangentielle visqueuse à la paroi

7. Distribution des vitesses

8. Perte de charge en écoulement laminaire

9. Formule de Darcy - Weisbach

10. Coefficient de frottement f

11. Autre pertes de charge

 

VIII. SYSTÈMES DE CONDUITES ÉQUIVALENTS,
EN SÉRIES, EN PARALLÈLES ET RAMIFIÉES

1. Système de conduites et méthode de Hardy Cross . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Conduites équivalentes

3. Conduite en série, en parallèle et ramifiées

4. Méthodes de résolution

5. Formule de Hazen - Williams

 

IX. MESURE DU DÉBIT DES FLUIDES

1. Introduction aux mesures des vitesses et des quantités . . . . . . . . . . . . .

2. Tubes de Pitot

3. Coefficient de débit

4. Coefficient de constraction

5. Perte de charge

6. Déversoirs à bords minces

7. Formules des déversoirs à bords minces

8. Barrages utilisés comme déversoirs

9. Temps de vidage des réservoirs

10. Temps d'établissement du régime

 

X. ÉCOULEMENT DANS DES CANAUX OUVERTS

1. Canal ouvert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Écoulement uniforme permanent

3. Écoulement non uniforme ou varié

4. Écoulement laminaire

5. Formule de Chezy

6. Formules donnant le coefficient C

7. Débit par la formule de Manning

8. Perte de charge

9. Distribution verticale des vitesses

10. Écoulement critique dans des canaux non rectangulaires

11. Écoulements non uniformes et profil du fluide arrière

12. Déversoirs à seuil large

13. Ressaut

 

XI. FORCES EXERCÉES PAR LES FLUIDES EN MOUVEMENT

1. Principe de l'impulsion et de la quantité de mouvement . . . . . . . . . . . .

2. Coefficient de la quantité de mouvement

3. Traînée

4. Portance

5. Traînée totale

6. Coefficients de traînée

7. Coefficients de portance

8. Nombre de Mach

9. Théorie de la couche limite

10. Formules des plaques planes

11. Coup de bélier

12. Vitesses supersoniques

 

XII. MACHINES HYDRAULIQUES

1. Machines hydrauliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Veines rotatives

3. Rapport de vitesse

4. Relations de vitesse, de débit et de puissance

5. Vitesse unitaire

6. Débit unitaire

7. Puissance unitaire

8. Vitesse spécifique

9. Rendement

10. Cavitation

11. Propulsion à hélice et coefficients

 

APPENDICE

1. Propriété de l'air, de l'eau et de quelques gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Viscosité cinématique et densité de certains liquides . . . . . . . . . . . . .

3. Coefficients de frottements f de l'eau seule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Pertes de charges en accessoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Valeurs de K pour convergents et divergents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Quelques valeurs du coefficient de Hazen - Williams . . . . . . . . . . . . .

7. Coefficients de débits pour des orifices circulaires en paroi mince

8. Facteur de dilatation Y pour les fluides compressibles . . . . . . . . . . . .

9. Valeurs moyennes du coefficient n de Manning
    et du coefficient m de Bazin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Valeurs du coefficient C de Kutter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11. Valeurs du coefficient de débit K pour les canaux trapézoïdaux . . . .

12. Valeurs du coefficient de débit K' pour les canaux trapézoïdaux . . . .

13. Aires des cercles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14. Poids et dimensions des tuyaux de fonte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

DIAGRAMMES

1. Diagramme de Moody donnant le coefficient de frottement f . . . . . . . .

2. Diagramme de Moody modifié donnant le coefficient
    de frottement f (solution directe pour le débit Q) . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Abaque nomographique pour la formule
    de Hazen - Williams (C1 = 100) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Coefficients pour les orifices de tuyaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Coefficients pour les buses (à mesurer le débit) . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Coefficients pour les tubes de Venturi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Coefficients de traînée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Coefficients de traînées pour quelques plaques planes . . . . . . . . . . . .

9. Coefficients de traînée pour les vitesses supersoniques . . . . . . . . . . .

 

INDEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

 

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