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 #1 - 12-11-2010 17:50:36

dylasse
Professionnel de Prise2Tete
Enigmes résolues : 21
Messages : 374

Sous-Source à édbit constant

Cette énigme là : http://www.prise2tete.fr/forum/viewtopic.php?id=7624, m'a fait penser une question que je me suis posée en regardant une clepsydre. Ce problème aurait sa place dans une rubrique logique et/ou physique, mais je la laisse à coté de son inspiratrice...

Je dispose d'une source, à débit variable, dont la seule garantie est de fournir au moins 100 litres sur toute période de 1 heure.
Je dispose de tuyaux et j'ai la possibilité de faire des récipients de toute forme, avec tous les trous que je veux.

Quel montage proposeriez-vous pour avoir une sous-source à débit constant (de l'ordre de 1 litre/heure, par exemple) ?



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 #2 - 13-11-2010 05:11:30

NickoGecko
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 49
Messages : 1747

sous-source à débit constznt

Bonjour,

En déversant la source initiale à débit variable dans un récipient qui puisse déborder (trop-plein) en haut (ouvert ou percé) et avec une sortie en bas, on obtient sur cette sortie un débit constant (dans la limite inférieure ou égale au débit initial).

Merci, à bientôt !


Il aurait pu pleuvoir, con comme il est ! (Coluche)

 #3 - 15-11-2010 18:30:08

dylasse
Professionnel de Prise2Tete
Enigmes résolues : 21
Messages : 374

sous-source à début constant

La réponse (unique réponse à ce jour sad) de NickoGecko (qu'il soit béni smile) est intéressante : la technique du trop plein permet d'avoir toujours le même niveau et donc la même pression au niveau de l'orifice inférieur... sauf que, ma source principale a un débit variable, ce qui signifie qu'elle peut s'arréter de temps à autre, entraînant une baisse du niveau dans mon récipient et une variation du débit de ma sous-source sad...

Comment donc régler ce problème ???

 #4 - 15-11-2010 20:59:21

RL
Visiteur

Sous-Source à débit ocnstant

Bonjour,

Remplir un récipient en forme d'entonnoir de large section - pour éviter une grande hauteur de colonne d'eau, donc des variations importantes de pression - et dont le diamètre du tuyau de sortie est faible. Les frottements seraient importants, de sorte que l'écoulement se ferait par capillarité autant que par gravitation ; pour un débit moyen d'un litre par heure, il suffirait de le calibrer pour qu'il s'écoule une goutte par seconde (environ 300 µL/s).

 #5 - 15-11-2010 21:58:31

RL
Visiteur

sous-soutce à débit constant

Petite précision : la capacité minimale et optimale du récipient doit être de deux litres (trop-plein, débordement).

 #6 - 16-11-2010 16:39:52

Yannek
Passionné de Prise2Tete
Enigmes résolues : 10
Messages : 60

Sous-Source à ddébit constant

On considère un récipient contenant plus de 200L, percé d'un trou qui épuise l'équivalent de 100L en une heure exactement.

On place ce récipient rempli de 100L  d'eau sous la source. Débit régulier garanti.

 #7 - 16-11-2010 23:24:27

MthS-MlndN
Hors d'u-Sage
Enigmes résolues : 49
Messages : 12,414E+3
Lieu: Rouen

Sous-Source à débit constaant

Un collègue, bien plus calé en physique que moi, m'a expliqué comment la solution de RL, en créant de la turbulence (pour décorréler la vitesse d'entrée et celle de sortie) puis en contraignant l'écoulement à un tuyau de section minuscule (pour rendre la force de pression négligeable), marche à la perfection.

Là, je dis Monsieur.


Podcasts Modern Zeuhl : http://radio-r2r.fr/?p=298

 #8 - 19-11-2010 00:29:26

RL
Visiteur

sous-source à débit constznt

MthS-MlndN a écrit:

Un collègue, bien plus calé en physique que moi

N'étant pas physicien (ni mathématicien), je m'abstiendrai de le contredire : attendons la réponse... ;)

 #9 - 19-11-2010 06:56:50

NickoGecko
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 49
Messages : 1747

Sous-Source à débit constat

MthS-MlndN a écrit:

.... en créant de la turbulence .....

Effectivement en mécanique des fluides, il y a des cas où un écoulement turbulent est plus "efficace" qu'un écoulement laminaire.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Turbulence

et aussi faire tourner / secouer une bouteille goulot vers le bas pour la vider plus vite ... (pour arroser les plantes ou rincer une bouteille de jus de fruit avant de la mettre au container de recyclage, par exemple ...D)


Curieux de voir la réponse de dylasse, sinon ....


Il aurait pu pleuvoir, con comme il est ! (Coluche)

 #10 - 19-11-2010 09:43:59

MthS-MlndN
Hors d'u-Sage
Enigmes résolues : 49
Messages : 12,414E+3
Lieu: Rouen

Sous-Source à débit constaant

NickoGecko a écrit:

Effectivement en mécanique des fluides, il y a des cas où un écoulement turbulent est plus "efficace" qu'un écoulement laminaire.

En combustion, par exemple (c'est mon domaine de thèse), ça permet un mélange combustible/comburant "à peu de frais", et donc c'est indispensable pour permettre une bonne combustion.
Un écoulement laminaire dans un moteur de bagnole est écarté d'office, "vite, turbulez-moi tout ça" lol


Podcasts Modern Zeuhl : http://radio-r2r.fr/?p=298

 #11 - 19-11-2010 20:15:31

RL
Visiteur

Sous-Source à débi tconstant

MthS-MlndN a écrit:

En combustion, par exemple (c'est mon domaine de thèse), ça permet un mélange combustible/comburant "à peu de frais"

Je comprends mieux désormais pourquoi tu t'échauffes si vite. En plus, tu sembles de mèche avec NickoGecko...

 #12 - 19-11-2010 22:24:05

gelule
Expert de Prise2Tete
Enigmes résolues : 48
Messages : 778

Sous-Soure à débit constant

NickoGecko a écrit:

et aussi faire tourner / secouer une bouteille goulot vers le bas pour la vider plus vite

D'accord mais, bien que la mécanique des fluides soit un vieux souvenir, je me permets de faire remarquer qu'il ne me semble pas que l'écoulement du liquide d'une bouteille simplement retournée  soit assimilable à un flux laminaire, ce serait trop facile et fort intéressant. Non?

 #13 - 19-11-2010 23:34:04

shadock
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 39
Messages : 3319

Sous-Sourec à débit constant

NickoGecko a écrit:

Effectivement en mécanique des fluides, il y a des cas où un écoulement turbulent est plus "efficace" qu'un écoulement laminaire.

Moi c'est mon père il m'a montré une petite expérience et il trouvait plutot ça logique on prend n'importe quel type de bouteille, mais les bouteilles de vins sont peut être mieux pour illustrer le principe: On remplit à rabort et on laisse couler sans la faire tourner puis on fait de même en la faisant tourner et comme par magie le fluide coule plus vite et au début uniformément.

N'ayant pas tout compris je vous laisse ------------->[...]


"L'expérience est une lanterne qui n'éclaire que celui qui la porte." L-F. Céline

 #14 - 20-11-2010 00:22:54

Vasimolo
Le pâtissier
Enigmes résolues : 49
Messages : 4734

Sous-Suorce à débit constant

J'aurais plutôt pensé le contraire , un écoulement laminaire est plus efficace qu'un écoulement turbulent mais qu'à partir d'une certaine vitesse la turbulence s'impose .

Vasimolo

 #15 - 20-11-2010 02:39:13

NickoGecko
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 49
Messages : 1747

Sous-Source à débt constant

shadock a écrit:

les bouteilles de vins sont peut être mieux pour illustrer le principe

oui en fait j'avais cette image là à l'esprit, avec le gosier de Mathias en dessous ...
big_smile


Il aurait pu pleuvoir, con comme il est ! (Coluche)

 #16 - 20-11-2010 12:13:25

MthS-MlndN
Hors d'u-Sage
Enigmes résolues : 49
Messages : 12,414E+3
Lieu: Rouen

sous-sourxe à débit constant

@Nicko : Non, pas de vin. Par contre ça marche aussi avec la vodka lol

@Vasimolo : Ca dépend de ce que tu veux en faire. Pour une combustion, le laminaire est pourri, parce que la combustion ne pourra se faire que sur la mince couche de contact entre combustible et comburant. La turbulence mélange tout, et la combustion se fait mieux. Mais il y a sans doute des applications autres pour lesquelles le laminaire est "mieux". Faut juste préciser smile


Podcasts Modern Zeuhl : http://radio-r2r.fr/?p=298

 #17 - 20-11-2010 17:20:14

Nombrilist
Expert de Prise2Tete
Enigmes résolues : 10
Messages : 562

Sous-Source à débit constantt

Pour le vol d'un avion, je pense que le laminaire est mieux.

 #18 - 20-11-2010 17:25:57

clementmarmet
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 34
Messages : 1329
Lieu: I'm in spaaaace!!

sius-source à débit constant

disons qu'un avion n'aime pas trop les turbulences lollol


eki eki eki pa tang!!

 #19 - 21-11-2010 08:08:38

dylasse
Professionnel de Prise2Tete
Enigmes résolues : 21
Messages : 374

Sous-Source à débit constatn

La symphonie en laminaire des réponses m’a conduit à ressortir des livres en Stoke que je Navier pas prévu pour cette énigme… En effet, on est plus branché maths et statistique sur ce forum (la référence discrète de Mathias aux travaux de Smirnov en la matière nous montre, s’il en était besoin, son érudition).

J’avais donc en tête, en lançant l’énigme, que vous alliez chercher la forme à donner au récipient, pour que, en faisant un trou en bas et en ayant une section variant de manière subtile, le jet inférieur ait un débit constant.

Pour mémoire, les anciens avaient trouvé la forme à donner aux clepsydres pour que le niveau baisse à vitesse constante. Je vous laisse le soin de refaire les calculs ou naviguer sur le web pour retrouver cette forme.

Par contre, en écoulement « normal », si on met en équation la recherche d’un débit constant, on arrive à … rien.sad

La solution à laquelle je pensais est celle de NickoGecko, utilisant un trop plein pour avoir un système stationnaire (même hauteur = même pression en bas = même débit), en réglant le problème d’arrêt momentané de la source principale en intercalant un récipient supplémentaire d’une capacité suffisante pour ne jamais être vide en 1 heure.
http://www.prise2tete.fr/upload/dylasse-soussource.jpg

Merci pour votre participation.
J’espère ne pas avoir déçu les plus turbulents d’entre vous.

Dylasse

 #20 - 21-11-2010 12:17:46

NickoGecko
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 49
Messages : 1747

Sous-Suorce à débit constant

Merci Dylasse pour ta conclusion,

et n'oublions pas que "tous les fluides sont visqueux" ... smile


Il aurait pu pleuvoir, con comme il est ! (Coluche)

 #21 - 21-11-2010 12:22:42

racine
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 49
Messages : 1224

Sous-Suorce à débit constant

Sauf l'hélium superfluide.

 #22 - 29-12-2010 22:35:43

shadock
Elite de Prise2Tete
Enigmes résolues : 39
Messages : 3319

Sous-Source à débit constan

Pour reprendre @dylasse, trouvé sur wikipédia :

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d7/Clepsydre_fr.png


"L'expérience est une lanterne qui n'éclaire que celui qui la porte." L-F. Céline
 

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