Vidéo question :: Comparaison des viscosités de fluides en fonction du flux des fluides autour d’un obstacle Physique

Transcription de la vidéo

Deux fluides passent autour d’un obstacle circulaire. Les lignes grises représentent le sens de l’écoulement des fluides. Les régions noires représentent des solides qui font obstacle à l’écoulement. La seule différence entre les deux fluides est leur viscosité. Lequel des schémas illustre le fluide ayant la plus grande viscosité ?

Nous voyons ces schémas figures (A) et (B), qui consistent en deux fluides identiques en tout point à part leur viscosité passant autour d’un obstacle circulaire. Dans le schéma (A), les lignes qui représentent l’écoulement de ce fluide sont assez droites, indiquant un écoulement laminaire ou lisse. Dans le schéma (B), certaines des lignes d’écoulement sont assez lisses, mais d’autres ne le sont pas. Et en particulier, nous voyons ces lignes de flux fermées. Chaque fois qu’une ligne d’écoulement forme une boucle fermée, cela indique ce qu’on appelle un écoulement turbulent. La turbulence décrit l’écoulement agité ou désorganisé de fluides.

Dans notre question, cependant, nous ne voulons pas choisir quel écoulement de fluide est le plus turbulent, mais lequel des deux fluides est susceptible d’avoir la plus grande viscosité. Une façon de penser à la viscosité est de la considérer comme l’épaisseur d’un fluide. Par exemple, un fluide comme le miel, qui est relativement épais, a une viscosité élevée. On peut aussi penser à la viscosité comme la résistance d’un fluide à l’écoulement. Un fluide visqueux épais, comme le miel, ne coule pas facilement, tandis qu’un fluide moins épais avec une viscosité relativement inférieure, comme l’eau, coule assez facilement.

Les deux idées représentées ainsi sont la viscosité et la turbulence, et ces deux concepts sont en fait liés. Il est peu probable qu’un fluide épais très visqueux s’écoule de manière agitée ou désorganisée. En repensant au miel comme exemple de fluide très visqueux, imaginez que vous remuiez une grande quantité de miel dans un récipient. Peu importe notre agitation, le miel coulera probablement de façon assez lisse. Autrement dit, plus la viscosité du fluide est élevée, moins il est probable qu’il subisse des turbulences. Mais maintenant, dans cette même image d’agitation d’un fluide, remplacez le miel par de l’eau. Ce fluide à viscosité relativement faible sera beaucoup plus susceptible de subir des turbulences lors de notre agitation.

Par conséquent, le schéma qui nous montre le fluide avec la plus grande viscosité est celui qui indique le moins de turbulence. L’écoulement du schéma (A) est beaucoup plus lisse, c’est-à-dire moins turbulent que celui du schéma (B). Et donc, c’est le schéma (A) qui nous montre le fluide avec la plus grande viscosité.