VISCOSITE CINEMATIQUE et DYNAMIQUE 

Introduction : viscosité dynamique et cinématique

Sous l'effet des forces d'interaction entre les molécules de fluide et des forces d'interaction entre les molécules de fluide et celles de la paroi, chaque molécule de fluide ne s'écoule pas à la même vitesse. On dit qu'il existe un profil de vitesse

Si on représente par un vecteur, la vitesse de chaque particule située dans une section droite perpendiculaire à l'écoulement d'ensemble, la courbe lieu des extrémités de ces vecteurs représente le profil de vitesse.
Le mouvement du fluide peut être considéré comme résultant du glissement des couches de fluide les unes sur les autres.
La vitesse de chaque couche est une fonction de la distance z de cette courbe au plan fixe : v = v(z).
Considérons 2 couches contiguës distantes de dz.

 

La force de frottement F qui s'exerce à la surface de séparation de ces deux couches s'oppose au glissement d'une couche sur l'autre. Elle est proportionnelle à la différence de vitesse des couches soit dv, à leur surface S et inversement proportionnelle à dz :
Le facteur de proportionnalité h est le coefficient de viscosité dynamique du fluide.

Dimension : [h ] = M L-1 T-1

Unité : Dans le système international (SI), l'unité de viscosité est le Pa.s ou Poiseuille (Pl) : 1 Pl = 1 kg/m.s 

On trouve encore les tables de valeurs numériques le coefficient de viscosité dans un ancien système d'unités (CGS) :
L'unité est le Poise (Po) ; 1 Pl = 10 Po = 1 daPo = 103 cPo.

Autres unités : La viscosité de produits industriels (huiles en particulier) est exprimées au moyen d'unités empiriques : degré ENGLER en Europe, degré Redwood en Angleterre, degré Saybolt aux USA.

Par rapport aux faits expérimentaux, on est conduit à considérer deux types de fluides :

Viscosité cinématique :

Dans de nombreuses formules apparaît le rapport de la viscosité 
dynamique h et de la masse volumique r 
Ce rapport est appelé viscosité cinématique 
 

Dimension : [n ] = L2 T-1  
unité SI  : m2/s        système cgs :le Stoke (St) 1m2/s = 106 cSt 


Viscosité de l'eau :

Temp
°C

Viscosité cinématique
(x 10-6)

°C

m2/s

5

1,520

10

1,308

11

1,275

12

1,241

13

1,208

14

1,174

15

1,141

16

1,115

17

1,088

18

1,061

19

1,034

20

1,005

21

0,985

22

0,963

23

0,941

24

0,919

25

0,896

26

0,878

27

0,856

28

0,841

29

0,823

30

0,804

35

0,727

40

0,661

50

0,556

65

0,442

Variation de la viscosité cinématique de l'eau avec la température 

 

 

Quelques valeurs de la viscosité
(à 20 °C sous la pression atmosphérique normale) 

 

Viscosité
dynamique

Viscosité
cinématique (x10-6)

Ethanol

1,20 x 10-3

1,51

Benzène

0,625 x 10-3

0,741

Glycérol

1,49

1182

Mercure

1,554

0,1147

Air

18,5 x 10-6

15,6

 Télécharger le fichier des valeurs (pdf)

>>> Voir les dispositifs expérimentaux dans la page "expériences de mécanique des fluides"

Sont également disponibles :

Cours de mécanique des fluides (BTS Industriels)
Résumé de cours de fluidique
(bac STL PLPI) 
des expériences de cours(mécanique des fluides)
des Travaux Pratiques (bac STL PLPI)
résolution de l'équation de Colebrook (BTS Cira)
le phénomène de cavitation (dans les pages BTS CIRA) 
Expérience de Reynolds 
Viscosité dynamique et cinématique

Analyse dimensionnelle


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