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1 الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية République Algérienne Démocratique et

1 الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة التعليم العالي و البحث العلمي Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Mohamed Khider – Biskra Faculté des Sciences et de la technologie Département : Chimie Industrielle جامعة محمد خيضر بسكرة كلية العلوم و التكنولوجيا : قسم الكيمياء الصناعية Option : Génie Chimique Titre : Sujet N° 2 : raffinage Présentée par : SAIDI DOUNIA Saadaoui loubna Rokba youcef seddik Devant le Professeur : M . rehali hanen Promotion 2022 1 I. Introduction : Viscosimètre à chute de bille : Le viscosimètre à chute de bille est un viscosimètre permettant de déterminer la viscosité cinématique des liquides selon la loi de Stokes. Ce viscosimètre est utilisé pour les fluides newtoniens et transparents. Notions théoriques : Une bille de rayon r se tombe dans un fluide. Les forces qui agissent sont : * le poids P de la bille : P =m g = ᵨVbille g m = masse de la bille V = volume de la bille ᵨ = masse volumique de la bille * la poussée d’Archimède FA: FA=ᵨVbille g * la force de frottement visqueuse Ff, donnée par la formule de Stokes : F= 6π r v µ r = rayon de la bille v = vitesse de chute constante µ= viscosité dynamique du fluide On lâche une bille en acier de rayon r sans vitesse initiale dansde la glycérine contenue dans un cylindre de rayon R. (r << R) Au début de sa chute la bille est accélérée. Nous supposerons que sa vitesse v sera constante quand elle aura traversé la distance jusqu’à une première marque A. 1 Entre A et B sa vitesse est constante. Tracez les forces agissant sur la bille pour les deux situations suivantes : la bille est tout juste immergée ; la bille descend entre A et B. Ecrire la condition d’équilibre pour v constante. Etablir l’expression de la viscosité dynamique : µ= (ᵨbille-ᵨfluide)Vbilleg/6πrv Le viscosimètre : Est constitué d’un tube intérieur, de billes de différentes dimensions et d’une cuve extérieure : le tube intérieur transparent généralement en verre sert à contenir le fluide à étudier et une bille. Le diamètre du tube est suffisamment large pour pouvoir négliger les effets de ses parois sur la chute de la bille1 ; Les billes sont calibrées sphériques pleines ou creuses généralement en acier et plus rarement en verre ou en ferronickel2. Elles ont une masse (ou masse volumique) ainsi qu'un diamètre connus ; la cuve extérieure est cylindrique et transparente. Elle sert à réguler la température du liquide à étudier. 1 II. Partie expérimental : La réponse : Bille 04 : 1. Complète le tableau1 : La distance L(m) Masse volumique de la bille (kg/m3) Rayon de la bille (m) Volume de la bille (m3) Masse volumique du fluide (kg/m3) 0.05 8100 R=D/2= 7.6*10-3 4/3πr3 = 1.838*10-6 723.94 2. Calcule la masse volumique du l’huile : ᵨfluide =m/v = 25.7*10-3/35.5*10-6 = 723.94kg/m3 3. Complète le tableau 2 et calcule la viscosité de l’huile : On peut calcule la viscosité à partir la relation suivante : µ= (ᵨbille-ᵨhuile)vbilleg/6πr v = (8100-723.94)* 1.838*10-6 *9.81/ 6π*7.6*10-3*3.47*10-5 =42.191Pas Température (C°) La distance (m) Temps (s) La vitesse V=L/t (m/s) La viscosité dynamique (Pas) 30.5 0.05 2.24 0.022 42.191 34.9 0.1 3.5 0.028 33.156 38.4 0.15 5.36 0.027 34.384 41.1 0.2 6.51 0.03 30.945 43.2 0.25 7.45 0.033 28.132 1 45.5 0.3 8.42 0.035 26.525 47.4 0.35 9.31 0.037 25.091 49.1 0.4 10.18 0.039 23.804 50.1 0.45 10.53 0.042 22.104 50.8 0.5 11.43 0.043 21.590 51.3 0.55 12.07 0.045 20.630 51.7 0.6 12.44 0.048 19.341 51.8 0.65 13.11 0.049 18.946 51.9 0.7 13.48 0.051 18.203 52 0.75 14.15 0.053 17.516 52 0.8 14.44 0.055 16.879 4. Trace la courbe µ=f(T) : 15 20 25 30 35 40 45 30 35 40 45 50 55 T µ B L’explication : La viscosité de la plupart de liquide augmente quand leur température baisse. 1 Bille 03 : 1. Complète le tableau : La distance L(m) Masse volumique de la bille (kg/m3 Rayon de la bille (m) Volume de la bille (m3) Masse volumique du fluide (kg/m3) 0.05 8100 7.8*10-3 4/3πr3 =1.987*10-6 723.94 2. Calcule la masse volumique du l’huile : ᵨfluide =m/v = 25.7*10-3/35.5*10-6 = 723.94kg/m3 3. Complète le tableau 2 et calcule la viscosité de l’huile : On peut calcule la viscosité à partir la relation suivante : µ= (ᵨbille -ᵨhuile) vbille g/6πr v = (8100-723.94)* 1.987 *10-6 *9.81/ 6π*7.6*10-3*2.63*10-3 =371.82Pas Température (C°) La distance L(m) Temps (s) La vitesse V=L/t (m/s) La viscosité dynamique (Pas) 27.9 0.05 19 2.63*10-3 371.82 28.7 0.1 21 4.76*10-3 205.44 29.4 0.15 38 3.94*10-3 248.19 30.1 0.2 52 3.84*10-3 254.66 30.8 0.25 69 3.62*10-3 270.138 31.4 0.3 79 3.79*10-3 258.021 31.8 0.35 90 3.88*10-3 252.036 32.3 0.4 104 3.84*10-3 260.55 33 0.45 121 3.71*10-3 263.58 33.5 0.5 131 3.81*10-3 256.66 34.2 0.55 146 3.76*10-3 260.08 1 35.5 0.6 156 3.84*10-3 254.66 34.9 0.65 165 3.93*10-3 248.83 35.5 0.7 177 3.95*10-3 247.57 36 0.75 190 3.94*10-3 248.198 36.3 0.8 199 4.02*10-3 243.259 37 0.85 212 4.009*10-3 243.926 37.3 0.9 222 4.05*10-3 244.57 37.7 0.95 230 4.13*10-3 236.78 38.2 1 240 4.16*10-3 235.072 38.7 1.05 252 4.16*10-3 235.072 39 1.1 260 4.23*10-3 231.182 39.5 1.15 271 4.24*10-3 230.637 40 1.2 282 4.25*10-3 230.094 40.4 1.25 293 4.26*10-3 229.554 40.7 1.3 301 4.31*10-3 226.891 41.1 1.35 311 4.34*10-3 225.323 41.7 1.4 321 4.36*10-3 224.289 42 1.45 331 4.38*10-3 223.265 42.3 1.5 338 4.43*10-3 220.745 42.8 1.55 348 4.45*10-3 219.753 43.1 1.6 358 4.46*10-3 219.260 43.5 1.65 367 4.49*10-3 217.795 43.8 1.7 371 4.58*10-3 213.515 44.2 1.75 383 4.56*10-3 214.452 44.6 1.8 392 4.59*10-3 213.05 44.9 1.85 401 4.61*10-3 212.126 45.2 1.9 417 4.55*10-3 214.923 45.5 1.95 425 4.58*10-3 213.515 45.8 2 433 4.61*10-3 212.126 46.2 2.05 441 4.64*10-3 210.754 46.5 2.1 448 4.68*10-3 208.953 46.8 2.15 456 4.71*10-3 207.622 47.1 2.2 463 4.75*10-3 205.874 47.4 2.25 471 4.77*10-3 205.011 1 47.7 2.3 478 4.81*10-3 203.306 48 2.35 486 4.83*10-3 202.464 48.3 2.4 493 4.86*10-3 201.212 48.6 2.45 500 4.9*10-3 199.57 48.9 2.5 507 4.93*10-3 198.357 49.1 2.55 510 5*10-3 195.58 49.5 2.6 520 5*10-3 195.58 49.6 2.65 526 5.03*10-3 194.414 49.8 2.7 532 5.07*10-3 192.88 50 2.75 537 5.12*10-3 190.996 50.1 2.8 544 5.14*10-3 190.253 50.3 2.85 549 5.28*10-3 185.208 50.4 2.9 558 5.28*10-3 185.208 50.5 2.95 562 5.33*10-3 183.471 50.6 3 569 5.36*10-3 182.444 50.8 3.05 574 5.4*10-3 181.093 50.8 3.1 580 5.43*10-3 180.092 51 3.15 598 5.35*10-3 182.785 51.2 3.2 604 5.38*10-3 181.766 51.2 3.25 610 5.4*10-3 181.093 4. Trace la courbe µ=f(T) : 150 200 250 300 350 400 25 30 35 40 45 50 55 A B B 1 L’explication : L’influence de température sur la viscosité telle que l’augmentation de la diminué la viscosité. La même pour la nature de matière (bille) lors que le différent du diamètre effet sur la viscosité. III. Conclusion : On peut dire que a quelque défaut prées la viscosité sont constantes dans un même liquide si on varie les billes alors que c’est contraire pour la force de trainée qui varie en fonction du ρ de la bille et de son diamètre. uploads/Science et Technologie/ tp02-raffinage-viscoseti.pdf