Evaluation n°4 : Mécanique des fluides

Mot de passe : BTS

Nom :
Mot de passe :

Un réservoir cylindrique est ouvert en son sommet A à l’air libre. Il est muni à sa base d’une vanne de vidange B, de diamètre DB = cm, dont la section SB est négligeable devant celle du réservoir SA. Le réservoir est rempli de fuel jusqu’à une hauteur de H = zA – zB = m. Ce fluide est considéré comme un fluide parfait. Compléter le tableau avec un nombre de chiffres significatifs cohérent puis représenter la force de pression sur le schéma.
Données : patm = 1,0 bar = 1,0×105 Pa
ρfuel = 8,2×102 kg/m3
g = 9,8 N/kg

Grandeurs Résultats
pA (en bar)Pression à la surface libre du fuel
Δp (en bar)Pression relative exercée par le fuel sur la vanne
SB (en cm2)Section de la vanne fermée
F (en daN)Force de pression résultante exercée par le fuel et l'air sur la vanne fermée
vB (en m/s)Vitesse initiale d'écoulement du fuel lorsque la vanne s'ouvre

Afin de récupérer les déchets de papiers domestiques, on les déchiquette, les humidifie et les comprime à l’aide d’une presse hydraulique. Le piston d’entrée, de diamètre d = mm est enfoncé à l’aide d’un levier pour obtenir des bûches de diamètre D = mm. Compléter le tableau avec un nombre de chiffres significatifs cohérent.
Données : OA = mm
OB = m
f = N

Grandeurs Résultats
Mo( f ) (en N.m)Moment exercée par la main sur le levier
FA (en N)Force exercée au point A par le levier sur le piston
FN (en N)Force exercée au point N par le piston sur le fluide
PN (en hPa)Pression relative au point N du fluide
PM (en hPa)Pression relative au point M du fluide
FM (en kN)Force exercée au point M par le fluide sur le piston

Une buse, maintenue à l'horizontale et fixée à l'extrémité d'un tuyau d'arrosage, permet de nettoyer un mur au augmentant la vitesse de l'eau. Ce liquide est assimilé à un fluide parfait incompressible. Compléter le tableau avec un nombre de chiffres significatifs cohérent.
Données : patm = 1,0 bar = 1,0×105 Pa
ρeau = 1,0×103 kg/m3
d1 = mm
v1 = m/s
S2 = mm2

Grandeurs Résultats
S1 (en cm2)Surface de la section d'entrée
Dv (en L/s)Débit volumique de l'eau dans le tuyau
d2 (en mm)Diamètre de la section de sortie
v2 (en m/s)Vitesse de l'eau en sortie
P2 (en bar)Pression de l'eau à la sortie de la buse
P1 (en bar)Pression de l'eau à l'entrée de la buse

De l’eau circule avec un débit volumique de L/h dans un tube en cuivre de longueur L = m et de diamètre intérieur d = mm. Compléter le tableau et donner les résultats en notation scientifique avec un nombre de chiffres significatifs cohérent.
Données : μeau = 1,00×10-3 Pa.s
ρeau = 1,00×103 kg/m3

Grandeurs Résultats
Dv (en m3/s)Débit volumique de l'eau dans le tube
S (en m2)Section intérieure du tube en cuivre
v (en m/s)Vitesse d'écoulement de l'eau dans le tube
γ (en m2/s)Viscosité cinématique de l'eau
ReNombre de Reynolds
EcoulementNature de l'écoulement

Du fuel lourd circule dans un tuyau horizontal de km de longueur et de cm de diamètre avec un débit volumique de L/s. Compléter le tableau avec un nombre de chiffres significatifs cohérent.
Données : μfuel = 0,112 Pa.s
dfuel = 0,932

Grandeurs Résultats
γ (en m2/s)Viscosité cinématique du fluide   Notation scientifique
v (en m/s)Vitesse d'écoulement du fluide
ReNombre de Reynolds
EcoulementNature de l'écoulement
KrCoefficient de pertes de charge régulières   Notation scientifique
ΔPr (en hPa)Pertes de charge régulières

Un liquide de refroidissement, assimilé à de l’eau, circule dans un radiateur horizontal en forme de serpentin avec une vitesse de m/s. La pression d'entrée est de bars. Compléter le tableau avec un nombre de chiffres significatifs cohérent.
Caractéristiques du serpentin :
- 9 tubes rectilignes :
D = mm
L = m
Kr =
- 8 coudes à 180° :
Ks =

Grandeurs Résultats
ΔPr (en Pa)Pertes de charge régulières pour un tube   Notation scientifique
ΔPs (en hPa)Pertes de charge singulières pour un coude
ΔP (en bar)Pertes de charge du serpentin
P2 (en bar)Pression en sortie en serpentin