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Frottements fluides ( air )

Publié : 23 Juil 2019, 11:15
par YannCPGE
Bonjour
Dans le cadre d'un projet ( TIPE sur l'océan ) sur le volant d'inertie comme moyen de stockage, j'en viens à me demander si la mise à vide du compartiment contenant le volant est vraiment nécessaire. La réponse se trouve rapidement sur internet mais je cherche à avoir les expériences et modèles de simulation le prouvant.
Selon moi, si un cylindre est mis en rotation sur son axe de symétrie et qu'on considère que la rugosité du cylindre est totalement nulle alors le cylindre ( je dis cylindre mais je pense que c'est pareil pour tout objet symétrique par rapport à un axe ) ne déplace aucun volume d'air et donc la rotation ne subit aucune perte par frottement et ainsi il est théoriquement pas utile de faire le vide dans l'enceinte du volant d'inertie.

En revanche, à l'aide d'un logiciel CAO ( Solidworks et son complément Flowsimulation ), j'ai réalisé 2 simulations d'un cylindre et d'un cône tournant à 5000rad/s ( le solide tourne sur son axe de symétrie sans moteur ni transmission donc pas de frottement de ce côté là ) dans une enceinte d'air à 290K. La 1er avec une rugosité de 0 et la 2ème avec 300micromètre, les pertes par frottements ( illustré sur le logiciel par l'augmentation de température et les tourbillons créés ) sont effectivement plus importantes pour la 2ème simulation mais elles ne sont pas nulles pour la 1er contrairement à ce que je pensais.
Savez-vous donc si ma proposition sur la rugosité du 1er paragraphe est juste ? Si elle ne l'ai pas, qu'elle autre phénomène entre en jeu ?
Merci d'avance ! ;-)

Re: Frottements fluides ( air )

Publié : 23 Juil 2019, 16:34
par darrigan
Bonjour,

La rugosité peut être de zéro, il n'empêche qu'à l'échelle microscopique la surface de l'objet est bien constitué d'atomes, et les molécules de l'air environnant seraient forcément en interaction avec ces atomes, lors des chocs aléatoires des molécules sur la surface. Il y a donc toujours des frottements, même si la rugosité est considérée comme nulle. Faire le vide autour de l'objet en rotation permet de supprimer ces interactions.