Viscosité
La viscosité peut être définie comme la résistance à l'écoulement uniforme et sans turbulence ayant lieu dans la masse d'une matière.
Catégories :
Mécanique des fluides - Rhéologie - Grandeur physique - Métrologie
Définitions :
- On peut distinguer la viscosité dynamique et la viscosité cinématique. La viscosité dynamique exprime la proportionnalité entre la force qu'il faut exercer sur une plaque quand elle est plongée dans un courant et la variation de vitesse des veines de fluide entre les 2 faces de la plaque.... (source : pagesperso-orange)
- Mesure de la résistance qu'oppose un fluide à l'écoulement. Elle représente généralement la mesure du temps indispensable pour qu'un volume défini d'huile s'écoule par un orifice normalisé à une température donnée. Plus la valeur est élevée, plus le fluide est visqueux.... (source : lubricants.petro-canada)
- Mesure de la résistance d'un fluide à l'écoulement. Dans le dispositif métrique, la viscosité absolue s'exprime en poises.... (source : texacoursa)
La viscosité (du latin viscum, gui) peut être définie comme la résistance à l'écoulement uniforme et sans turbulence ayant lieu dans la masse d'une matière. La viscosité dynamique correspond à la contrainte de cisaillement qui accompagne l'existence d'un gradient de vitesse d'écoulement dans la matière.
Quand la viscosité augmente, la capacité du fluide à s'écouler diminue. Pour un liquide (au contraire d'un gaz), la viscosité tend le plus souvent à diminuer quand la température augmente. On pourrait croire que la viscosité d'un fluide s'accroît avec sa densité mais ce n'est pas obligatoirement le cas : l'huile est moins dense que l'eau (huile de colza : 0, 92 à 20°C, contre 1 pour l'eau) cependant elle est nettement plus visqueuse.
On classe surtout les huiles mécaniques selon leur viscosité, suivant les besoins de lubrification du moteur et des températures auxquelles l'huile sera soumise lors du fonctionnement du moteur[1].
Grandeurs physiques
Plusieurs grandeurs physiques sont reliées à la viscosité. La viscosité est en fait une quantité tensorielle mais il est envisageable, occasionnellement, de l'exprimer sous la forme d'une grandeur scalaire.
Viscosité de cisaillement
La viscosité de cisaillement peut être vu comme la résistance à l'écoulement des différentes couches de fluides les unes sur les autres.
La viscosité dynamique
La viscosité dynamique μ (ou encore η) se mesure en pascal-seconde (Pa. s) [2], cette unité ayant remplacé le poiseuille (Pl) qui a la même valeur.
On trouve toujours quelquefois l'ancienne unité du système CGS, la poise (Po) : 1 Pa·s = 10 Po[3].
La viscosité de l'eau à 20°C est de 1 cPo (centipoise) soit 10⁻³ Pa·s
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
, S étant la surface de chaque couche, et dz l'épaisseur de fluide séparant les deux couches.
La viscosité cinématique
La viscosité cinématique ν (nu) s'obtient en divisant la viscosité dynamique par la masse volumique ρ soit
. Elle s'exprime en m²/s[2]. Dans le dispositif CGS la viscosité cinématique était exprimée en stokes (St) ou en centistokes (cSt) [3].
La conversion est immédiate, puisque 1 St = 1 cm²/s = 10-4 m²/s et 1 cSt = 1 mm²/s = 10-6 m²/s[3].
La fluidité
La fluidité est l'inverse de la viscosité dynamique.
Viscosité élongationnelle
Évolution suivant la température
La viscosité d'un fluide fluctue selon 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.
Concernant un gaz, il est courant d'utiliser la loi de Sutherland définie de la façon suivante :
μ0 = μ (T0) est la viscosité à la température T0, S est la température de Sutherland. Pour l'air par exemple on prend généralement les valeurs suivantes μ0 = 1, 711·10-5 Pa. s, T0 = 273, 15 K et S = 110, 4 K, ce qui donne une bonne approximation sur une plage de température de l'ordre de 170 K à 1900 K à peu près.
Quelques valeurs
| corps | température (°C) | viscosité (Pa s) |
|---|---|---|
| Fluide idéalement 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, 793 × 10-3 |
| 20 | 1, 002 × 10-3 | |
| 50 | 0, 5470 × 10-3 | |
| 100 | 0, 2818 × 10-3 | |
| glace | -13 | 15 × 1012 |
| mercure | 20 | 1, 526 × 10-3 |
| acétone | 0, 326 × 10-3 | |
| éthanol | 1, 20 × 10-3 | |
| méthanol | 0, 59 × 10-3 | |
| benzène | 0, 64 × 10-3 | |
| nitrobenzène | 2, 0 × 10-3 | |
| glycérine | 1, 49 | |
| Fluide de la vie courante | ||
| bitume | 20 | 108 |
| mélasse | 20 | 102 |
| miel | 20 | 101 |
| huile de ricin | 20 | 3, 4 |
| huile d'olive | 20 | de 8, 1 à 10 × 10-1 |
| café crème | 20 | 10 × 10-3 |
| sang | 37 | de 4 à 25 × 10-3 |
| jus de raisin | 20 | de 2 à 5 × 10-3 |
| pétrole | 20 | 0, 65 × 10-3 |
| Viscosité de corps à la pression atmosphérique | ||
| corps | température (°C) | viscosité (cSt) |
|---|---|---|
| Huile | 40 | 20 à 60[4] |
Voir aussi
Liens externes
Références
- Le grand dictionnaire terminologique Viscosité
- Le dispositif SI d'unités de mesure, IV - Unités mécaniques, Ministère de l'Économie, de l'Industrie et de l'Emploi
- Journal Officiel de la Republique Française, édition de 28 Février 1982, Ministère de l'Économie, de l'Industrie et de l'Emploi
- Valeurs sur Eco Huile
Recherche sur Google Images : |
|
"L'éditeur de viscosité fluides" L'image ci-contre est extraite du site mecaflux.com Il est possible que cette image soit réduite par rapport à l'originale. Elle est peut-être protégée par des droits d'auteur. Voir l'image en taille réelle (700 × 525 - 76 ko - jpg)Refaire la recherche sur Google Images |
Recherche sur Amazone (livres) : |
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 11/11/2010.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.
Accueil
Recherche
Début page
Contact
Imprimer
Accessibilité