Chapitre IV /
Rhéologie et perte
de charge :
1/ Introduction :
Dans différents domaines relevant de la
compétence de l'ingénieur, on applique l'équation de
l'énergie pour résoudre les problèmes techniques
d'écoulement. L'écoulement d'un fluide réel est plus
complexe que celui d'un fluide idéal. Des forces de cisaillement, dues a
la viscosité du fluide, s'exercent entre les particules de fluide et les
parois de l'enceinte, ainsi qu'entre les particules elles -mêmes.
Donc, dans ce chapitre nous nous intéressons aux
différents types de fluides, et à la différente
corrélation suivant le régime d'écoulement qui permettent
de calculer les pertes de charge linéaire ainsi que les pertes de
charges dans les singularités.
1/ Classification des fluides en fonction de leur comportement
rhéologique :
La rhéologie est une science physique qui étudie
l'écoulement ou la déformation des corps sous l'effet des
contraintes qui leur sont appliquées. Le terme rhéologie fut
invente par Eugène Bingham en 1928, du mot grec signifiant
écoulement.
On distingue trois catégories principales de fluide, selon
la nature des paramètres qui influe sur l'aspect de courbe de
l'écoulement :
- fluide indépendant de temps : ce sont des
fluides pour lequel, il existe une relation Biunivoque entre la contrainte de
cisaillement ( t ) et la vitesse de cisaillement ( e ) . Les fluides newtonien
pour laquelle t = jt * e constitue un cas particulier de ce type de fluide.
- fluide dépendant de temps : ce sont des fluides
pour lequel, la relation entre ( t ) et ( e ) dépend de temps et de
passe mécanique des fluides .
- fluide visqueux élastique : ce sont des
fluides, qui présente a la fois des caractéristiques des fluides
précèdent et des solide qui retrouve partiellement leur forme
primitive après déformation.
2 / Les fluides visqueux indépendant de temps :
2-1 / les fluides newtonien (linéaire) :
Un fluide est dit newtonien si sa viscosité (jt) est
indépendante de la contrainte de cisaillement (t) et de la vitesse de
cisaillement (e), tel que le rheogramme de fluide newtonien
présente une fonction qui est une droite passante par
l'origine et une pente représentant la viscosité, parmi les
fluides newtonien on trouve certain liquide pur comme l'eau et des solutions
dispersion très dilue dans les solvants newtonien.
2-2 / les fluides non- newtonien :
Dans ce cas, la viscosité n'est pas constante, a chaque
valeur du couples de vitesse de cisaillement et contrainte de cisaillement (~,
t) correspond une valeur de la viscosité (jt), Parmi ces fluides on
trouve :
A / fluides rheofluidifiants ou pseudo plastiques :
Ce sont des fluides qui ont une viscosité qui diminue
si la contrainte de cisaillement diminue ou si la vitesse de cisaillement
augmente, parmi ces fluides on trouve : les suspension de particule
asymétrique exemple : (ciment, patte à papier, colle, le savon,
certaine peinture ) L'interprétation la plus simple consiste à
dire que les molécules, sous l'effet de la vitesse de cisaillement ont
tendance à s'aligner progressivement le long des couches, ce qui
favorise leur glissement relatif.
Certains rheofluidifiants peuvent être
modélisé par une loi de puissance de type : t = k * ~ avec n <
1 et k -~ c'est le coefficient de consistance
B / fluides dilatant ou rheoepissessant :
Ce type de fluide, leur viscosité augmente si la
contrainte de cisaillement augmente. L'interprétation de
caractère épaississant est relativement simple : en repos le
volume libre entre les particules est minimale et occupe par la phase continue
; chaque particule est aussi enrobe par une pellicule de solvant et en fur et
mesure que la vitesse de cisaillement augmente il y'a gonflement de liquide
Certains rheoepaississant peuvent être modélises par
une loi de puissance du type :
|
r = k * E
|
avec n > 1 cette loi est dite : loi d'Ostwald
|
Et le cas n=1 correspond aux fluides newtoniens.
C / fluides plastiques :
Ce type de fluide se manifeste par un rheogramme analogue a
celui des fluides newtoniens : une droite mais que ne passe pas par l'origine.
Donc il existe une limite d'écoulement ou un seuil d'écoulement
.cette limite correspond a une contrainte en dessous de laquelle la substance
cesse de s'écouler .ce type de fluide on le rencontre dans certains
catégories des pâtes dentifrices, certains gels et certains
émulsions .
Certains de ces produits peuvent être
modélisés par une loi de type :
3 / les pertes de charges
3-2 / viscosité
Les forces de cohésion intermoléculaire ont
tendance à freiner l'écoulement d'un fluide. Cette
propriété est appelée viscosité : c'est la
capacité d'écoulement d'un fluide.
C'est-à-dire que dans un fluide réel, les forces
de contact ne sont pas perpendiculaires aux éléments de surface
sur lesquelles elles s'exercent. La viscosité est due à ces
frottements qui s'opposent au glissement des couches fluides les unes sur les
autres.
3-2-3 / Viscosité dynamique - Viscosité
cinématique
A / Profil des vitesses et vitesse moyenne :
Sous l'effet des forces d'interaction entre les
molécules de fluide et des forces d'interaction entre les
molécules de fluide et celles de la paroi, chaque molécule de
fluide ne s'écoule pas à la même vitesse.
On dit qu'il existe un profil de vitesse.
Si on représente par un vecteur, la vitesse de chaque
particule située dans une section droite
vmax
z+Az
z
v=0
v+Av
v
perpendiculaire à l'écoulement d'ensemble, la
courbe lieu des extrémités de ces vecteurs représente le
profil de vitesse.
Dans une section droite (S) de la canalisation, on appelle la
vitesse moyenne (Vm), tel que : Qv = Vm S1 = Vm S2 = constant.
D'ou Vm = Qv / S1
avec Vm : c'est la vitesse moyenne de l'écoulement.
Qv : c'est le débit volumique de liquide.
S : c'est la section de la tuyauterie S= ir d2 / 4
B / Viscosité dynamique
sur l'autre. Elle est proportionnelle à la
différence de vitesse des couches soit Av, à leur surface S et
inversement proportionnelle à Az :
Donc on peut définir la viscosité comme la
résistance a l'écoulement d'un système soumis a une
contrainte tangentielle.
Unité : Dans le système international (SI),
l'unité de viscosité dynamique est le Pascal seconde
(Pa
·s) ou Poiseuille (Pl) : 1 Pa
·s = 1 Pl = 1
kg/m
·s
C / Viscosité cinématique
Av
z
F= ? S.
Dans de nombreuses formules apparaît le rapport de la
viscosité dynamique r et de la masse volumiquep.
|
Ce rapport est appelé viscosité cinématique
v :
|
11
v = p
|
Unité : Dans le système international (SI),
l'unité de viscosité n'a pas de nom particulier :
(m2/s).
Ordre de grandeur ; influence de la température
|
Fluide
|
|
? (Pa
·s)
|
|
eau (0 °C)
|
|
1,787 x 10-3
|
|
eau (20 °C)
|
|
1,002
·x 10-3
|
|
eau (100 °C)
|
|
0,2818
·x 10-3
|
|
huile d'olive
°C)
|
(20
|
? 100
·x 10-3
|
|
glycérol (20 °C)
|
? 1,0
|
|
H2 (20 °C)
|
|
0,860
·x 10-5
|
|
O2(20 °C)
|
|
1,95
·x 10-5
|
La viscosité des liquides diminue beaucoup lorsque la
température augmente. Il n'existe pas de relation rigoureuse liant ? et
T.
Contrairement à celle des liquides, la viscosité
des gaz augmente avec la température.
D / les appareils de mesure de la viscosité : 3-1
/ Viscosimètre d'Ostwald :
On mesure la durée d'écoulement t d'un volume V
de liquide à travers un tube capillaire. On montre que la
viscosité cinématique y est proportionnelle à la
durée t. Si on connaît la constante de l'appareil (K) fournie par
le constructeur : V = K·t
Si on ne connaît pas cette constante, on la
détermine préalablement à l'aide de l'eau.
3-2 / Rhéomètre rotatif cylindrique :
C'est la famille de rhéomètre les plus utilises.
Ils sont fortement automatises dans leur fonctionnement : électrique de
commande et de contrôle, mesures automatisées, acquisition des
donnes.
Le principe de fonctionnement :
le matériau est place entre deux cylindres coaxiaux de
rayon intérieur (Rint) et de rayon extérieur (Rext).le
cisaillement a donc lieu entre une surface fixe et une autre en rotation.
Si le cylindre extérieur est entraîne par un
moteur électrique (le rotor) a la vitesse angulaire constante (~) on
constate que le cylindre intérieur a tendance a tournes a la même
vitesse .pour que le cylindre intérieur reste fixe, il faut lui
appliques un couple (C) de sens oppose au déplacement du cylindre
extérieur (le stator)
3-3 /Les pertes de charges 3-3-1 / Le
phénomène
Les pertes de charge sont à l'origine :
y' Des frottements entre les différentes couches de
liquide et des frottement entre le liquide et la paroi interne de la conduite
le long de l'écoulement : ce sont les pertes de charge
régulières.
y' De la résistance à l'écoulement
provoqué par les accidents de parcours (vannes, coudes, etc....) ; ce
sont les pertes de charges singulières ou localisées
3-3-2 / Les différents régimes
d'écoulement : nombre de Reynolds
Expérience :
Soit un courant d'eau qui circule dans une conduite à
section circulaire. On introduit un filet de colorant dans l'axe de cette
conduite.
Suivant la vitesse d'écoulement de l'eau, on peut observer
les phénomènes suivants :
Pour des vitesses faibles, le filet colorant traverse le long de
la conduite en position centrale.
Pour des vitesses plus élevées, le filet colorant
se mélange brusquement dans l'eau après avoir parcouru une
distance.
Pour des vitesses très élevées, le colorant
se mélange immédiatement dans l'eau.
Donc en utilisant des fluides divers (viscosité
différente), en faisant varier le débit et le diamètre de
la canalisation, Reynolds a montré que le paramètre qui
permettait de déterminer si l'écoulement est laminaire ou
turbulent est un nombre sans dimension appelé nombre de Reynolds et
donné par :
Re = p vD
11
Ou
avec :
p = masse volumique du fluide.
v = vitesse moyenne.
D = diamètre de la conduite.
? = viscosité dynamique du fluide.
|
V = viscosité cinématique
|
11
V =
p
|
L'expérience montre que :
|
Si Re < 2000 le régime est LAMINAIRE
Si 2000 < Re < 3000 le régime est
intermédiaire Si Re > 3000 le régime est TURBULENT
|
Ces valeurs doivent être considérées comme
des ordres de grandeur, le passage d'un type d'écoulement à un
autre se faisant progressivement.
A / écoulement laminaire :
Dans l'écoulement laminaire, les particules du fluide
se déplacent en lignes droites parallèles disposées en
couche, ou lamelle. Les grandeurs des vitesses de lamelles adjacentes ne sont
pas les mêmes. L'écoulement laminaire obéit a la loi
reliant la contrainte tangentielle visqueuse au taux de déformation
angulaire, c'est -a-dire au produit de la viscosité du fluide par le
gradient des vitesses .la viscosité du fluide domine et supprime ainsi
toute évolution vers des condition de turbulence .
B / écoulement turbulent :
Dans l'écoulement turbulent, les particules de fluides se
déplacent dans toutes les directions au hasard. Il est impossible de
décrire le mouvement d'une particule.
3-3-4 / Expression des pertes de charge
Lorsqu'on considère un fluide réel, les pertes
d'énergie spécifiques ou bien comme on les appelle souvent, les
pertes de charge dépendent de la forme, des dimensions et de la
rugosité de la canalisation, de la vitesse d'écoulement et de la
viscosité du liquide mais non de la valeur absolue de la pression qui
règne dans le liquide.
La différence de pression Ap = p1 - p2 entre deux points
(1) et (2) d'un circuit hydraulique a pour origine :
- Les frottements du fluide sur la paroi interne de la tuyauterie
; on les appelle pertes de charge régulières ou
systématiques.
- La résistance à l'écoulement
provoquée par les accidents de parcours (coudes, élargissements
ou rétrécissement de la section, organes de réglage, etc.)
; ce sont les pertes de charge accidentelles ou singulières.
Le problème du calcul de ces pertes de charge met en
présence les principales grandeurs suivantes :
Le fluide qui est caractérisé par :
V' sa masse volumique p.
V' sa viscosité cinématique jt.
Le tuyau qui est caractérisée par :
V' sa section (forme et dimension) en général
circulaire (diamètre)
V' sa longueur L.
V' sa rugosité k (hauteur moyenne des
aspérités de la paroi).
Ces éléments sont liés par des grandeurs
comme la vitesse moyenne d'écoulement (Vm) ou le débit (Qv) et le
nombre de Reynolds (Re) qui joue un rôle primordial dans le calcul des
pertes de charge.
3-2-5 / Pertes de charge systématiques
(régulières) : A / Généralités
Ce genre de perte est causé par le frottement
intérieur qui se produit dans les liquides ; il se rencontre dans les
tuyaux lisses aussi bien que dans les tuyaux rugueux.
Entre deux points séparés par une longueur L, dans
un tuyau de diamètre D apparaît une perte de pression Ap.
exprimée sous la forme suivante :
A h = Â v 2 L
2g D
Perte de charge exprimée en mètres de colonne de
fluide (mCF)
 : est un coefficient sans dimension appelé
coefficient de perte de charge linéaire.
Le calcul des pertes de charge repose entièrement sur la
détermination de ce coefficient  .
B / Cas de l'écoulement laminaire : Re < 2000
Dans ce cas on peut montrer que le coefficient ? est
uniquement fonction du nombre de Reynolds (Re) ; l'état de la surface
n'intervient pas et donc (?) ne dépend pas de (k) (hauteur moyenne des
aspérités du tuyau), ni de la nature de la tuyauterie.
Donc, on peut exprimée ce coefficient sous la forme
suivante :
Avec
64
l=
Re
C / Loi de Poiseuille
Pour un écoulement laminaire, dans une conduite
cylindrique horizontale, le débit volume
IL: r 4
qv = £
8 i
r ×
(
1 2 )
p p -
d'un fluide est donné par :
p1 p2
v
Ah
2r
avec : qv : débit volume
(m3·s-1),
r : rayon intérieur (m),
i : Viscosité dynamique du fluide (Pa·s),
£ : Longueur entre les points (1) et (2) (m),
p1 et p2 : pression du fluide aux points (1) et (2) (Pa). D /
Cas de l'écoulement turbulent : Re > 3000
Les phénomènes d'écoulement sont beaucoup
plus complexes dans ce cas et la détermination du coefficient de perte
de charge résulte de mesures expérimentales. C'est ce qui
explique la diversité des formules anciennes qui ont été
proposées pour sa détermination.
En régime turbulent l'état de la surface devient
sensible et son influence est d'autant plus grande que le nombre de Reynolds
(Re) est grand. Tous les travaux ont montré l'influence de la
rugosité et on s'est attaché par la suite à chercher la
variation du coefficient ? en fonction du nombre de Reynolds (Re) et de la
rugosité k du tuyau.
La formule de Colebrook est actuellement considérée
comme celle qui traduit le mieux les phénomènes
d'écoulement en régime turbulent. Elle est
présentée sous la forme suivante :
1 2 = -
k
log( +
X X
3 7
, D
Re
2 51
, )
L'utilisation directe de cette formule demanderait, du fait de
sa forme implicite, un calcul par approximations successives ; on emploie aussi
en pratique des représentations graphiques (abaques).
Pour simplifier la relation précédente, on peut
chercher à savoir si l'écoulement est hydrauliquement lisse ou
rugueux pour évaluer la prédominance des deux termes entre
parenthèses dans la relation de Colebrook.
Remarque :
On fait souvent appel à des formules empiriques plus
simples valables pour des cas particuliers et dans un certain domaine du nombre
de Reynolds, par exemple :
|
Formule de Blasius : (pour des tuyaux lisses et Re <
105)
|
X = -
0 316 0 25
, Re ,
|
3-3-6 / Pertes de charge accidentelles (singulières) :
Un accident ou une singularité dans une conduite par
exemple : coude, vannes, rétrécissement brusque .....) ,
entraîne une augmentation de la quantité des pertes de charge.
Ainsi que les expériences le montrent, dans beaucoup de
cas, les pertes de charge sont à peu près proportionnelles au
carré de la vitesse et donc on a adopté la forme suivante
d'expression :
2
v
h K
=
A
2g
Perte de charge exprimée en
mètres de colonne de fluide (mCF)
K : est appelé coefficient de perte de charge
singulière (sans dimension).
Le calcule de la perte de charge (Ah) repose sur la
détermination de son coefficient (K) et ce dernier dépend
essentiellement de :
V' rapport de section en amont et en aval
V' angle de raccordement.
V' nombre de Reynolds (Re) donc la nature de
l'écoulement.
V' l'état de la surface de la paroi (lisse, rugueux).
A / perte de charge dans les coudes :
Un coude provoque une perturbation dans l'écoulement,
par suite de l'augmentation de pression (donc diminution corrélative de
la vitesse) qui se produit dans la partie extérieur de la courbe ; et de
la diminution de pression (donc augmentation corrélative de la vitesse)
dans la partie intérieur. Voir l'image.
Pour les section circulaire (cylindrique) de faible
diamètre (< 0.5m) sont indiques dans le tableau suivant :
B / perte de charge dans les vannes :
Dans ce cas également, les pertes de charge sont donnes
par la formule :
2
v
A
h K
=
2g
Au point de vue des pertes de charge, on peut diviser les vannes
en deux groupes principaux, le critère de classification étant,
d'une manière générale suivant la forme de
l'écoulement.
Le premier groupe comprend les vannes ou l'écoulement
ne subit pas de grand changement de direction et on trouve : les robinet
vannes, les vannes papillons, les soupapes de retenue, les vannes clapets et
les clapets non-retour.
Et dans le second groupe on place les vannes ou
l'écoulement est très sinueux c'est-à-dire la section de
sortie a une direction différente de la section d'entrée ; et on
trouve : les robinet a soupape, les vannes d'angle et les vannes en Y.
Les vannes papillon :
Ils sont constitués d'un obturateur de forme circulaire,
se déplaçant dans un mouvement de rotation perpendiculaire
à la direction du fluide.
V' Ils créent de faibles pertes de charge à pleine
ouverture, le papillon pouvant même être profilé.
y' Les robinets à papillon non étanches permettent
de régler un débit, en particulier de gros débits sous de
faibles pressions.
y' Les robinets à papillon étanches sont
équipés d'un joint élastomère soit sur le corps,
soit sur le papillon, et ne sont utilisés que dans leur fonction
d'isolement (pas de réglage sous peine d'érosion du joint et
perte d'étanchéité).
y' La manoeuvre du papillon peut aller jusqu'à 90°,
et la résultante des forces de
pression du fluide sur le papillon est nulle, assurant une
manoeuvre aisée.
y' Sur petit diamètre, la manoeuvre s'effectue en prise
directe par l'intermédiaire d'un
levier. Pour les gros diamètres, on utilise un
démultiplicateur.
Le coefficient de perte de charge de ces vannes sont du type :
K = C (90-O) -4 ou la valeur de (C) dépend du diamètre
et d'après la documentation de Pont A Mousson, il vient a plus en moins
30% on a C=3.2 10 7
A partir de ces donnes on peut établir le tableau suivant
:
|
État de la
vanne
|
L'angle O
|
Coefficient K
|
|
3/4 ouvert
|
67.5°
|
124.85
|
|
1/2 ouvert
|
45°
|
7.803
|
|
1/4 ouvert
|
22.5°
|
1.54
|
|
ouvert
|
|
|
- les vannes a soupapes :
Ils sont constitués d'un obturateur appelé soupape
ou clapet se déplacent perpendiculairement à la veine fluide et
perpendiculairement au siège d'étanchéité.
y' L'obturateur peut-être en position fermée, en
position ouverture totale, en dans n'importe quelle position
intermédiaire.
y' Ils permettent de régler un débit,
l'écoulement du fluide en chicane à l'intérieur du corps
du robinet à soupape créant des pertes de charge non
négligeables. S'ils sont utilisés comme tel, ils perdent
fréquemment leurs qualités d'étanchéité.
y' La tige de commande tourne avec le volant, et c'est l'ensemble
(volant tige clapet) qui monte et qui descend lors de la manoeuvre.
y' Ils ont un sens de montage, la fermeture s'effectuant en
général à contre-courant du
fluide. A l'ouverture, le mouvement du fluide facilite alors la
manoeuvre.
y' Pour les petits diamètres, le clapet prend souvent la
forme d'un pointeau. Pour des
réglages précis, il ressemble parfois à une
aiguille.
Chapitre V :
Contrôle physico-chimique et microbiologique
1 / contrôle microbiologique :
1-1 / Contrôle microbienne de l'eau purifie :
1-1-1 / Méthode de prélèvement :
L'eau purifie est prélevé dans les mêmes
condition de son utilisation, dans les ateliers de fabrication (avec flexible)
et pendant le prélèvement on doit toujours mettre des gants et se
désinfecte avec de l(alcool ( 70° C ) .
Ouvrir le robinet et laisser coule (1 minute) avant de faire
le prélèvement et remplir les flacons et fermer aussitôt au
niveau de la station de traitement des eaux, l'eau purifie est
prélevé comme suit :
- flamber le robinet pendant au moins (1 minute) en utilisant par
exemple un bec benzène portatif.
- ouvrir le robinet et laisser couler (1 minute avant de faire le
prélèvement). - remplir les flacons stérile et fermer.
- procéder aux analyse microbiologique selon le mode
opératoire (MOD. PUD. DL. 001).
1-1-2 / dénombrement des germes Aérobies Viables
Totaux :
A / Matériels utilises :
V' hotte a flux laminaire V' rampe de filtration
V' membrane filtrante en nitrate de cellulose, porosité
(0.45 micromètre)
V' boite de pétri stérile de 55 mm de
diamètre
V' pince stérile
V' milieu gélose TSA
V' bain marie règle a 100°C
V' bain marie règle a 45°C
B / Méthode de filtration sur membrane :
Agiter l'échantillon d'eaux a analyses.
Filtrer (10ml) de son contenue a travers une membrane
filtrante.
Récupérer la membrane à l'aide d'une pince
stérile et la déposé à la surface du milieu
TSA.
Incuber la boite a (30°C) pendant 5 jour sauf si un temps
d'incubation plus cour permet d'obtenir un dénombrement fiable.
C / Résultat :
Compter le nombre de colonies obtenues et exprimer le
résultat en unité formant colonies par millilitres (u f c /
ml).
D / Norme :
Selon la pharmacopée européenne (2002, 4 eme
édition), la norme de germes Aérobie Viable Totaux doit
être inférieur ou égale a 100 u f c.
1-1-3 / recherche de Pseudomonas, Aeruginora
A / Matériels utilises :
V' boite de pétri de 90 mm de diamètre V' milieu
BSC
V' étuve règle a (37 °C)
V' milieu gélose citrimide
V' pipette pasteur ou anse de platine V' bain marie règle
a (100°C)
V' bain marie règle a (45°C)
B / Méthode :
Agiter l'échantillon d'eau a analyse
Prélève (1 ml) de son contenue et ensemencer dans
(100 ml) de milieu BSC
Homogénéiser et incuber à (35 °C)
pendant 18 a 48 heures.
Effectuer des subcultures sur milieu gélose citrimide et
incuber a (37 °C) pendant 18 à 72 heure.
C / Résultat :
S'il apparaît des colonies a bâtonnet
gram-négatif , ensemencer du milieu liquide (BSC ) avec une partie des
colonies morphologiquement différent , isolée et incuber a ( 4
1-43 °C ) pendant 18 a 48 heure .
L'eau satisfait a l'essai s'il ne se produit pas de croissance a
(41-43°C) et une confirmation de résultat peut-être faite a
l'aide de test biochimique.
D / Norme :
Pseudomonas Aeruginora doit être absent / ml.
1-2 / contrôle (analyse ) microbienne de la
matière première premix :
1-2-1 / Méthode de prélèvement :
1-2-2 / dénombrement des germes Aérobies
Viables Totaux :
- Mettre (10 g) de matière première (primix) en
suspension dans (90 ml) de tampon phosphate, stériliser et
homogénéiser.
- Transfère ( 1 ml ) de cette suspension au 1/10 eme
dans deux boites de pétri ,ajouter dans chaque boite ( 15 ml ) environ
de milieu gélose au peptones de caséine et de soja maintenue a (
45 °C ° ) , homogénéiser et laisse refroidir a la
température de la pièce , ensuite laisse incuber a ( 37°C )
pendant 3 jour ( boite retournée )
- Compter le nombre de colonies apparues dans chaque boites
puis faire la moyenne et déduire le nombre de germe par gramme en
multipliant la moyenne par 10 (facteur de dilution)
- Si aucune colonies n'est apparue on note : < 10 u f c par
gramme
- Le nombre de germes totaux doit être inférieur ou
égal < 100 u f c par gramme.
1-2-3 / dénombrement des germes fongiques (levure et
moisissures)
- Transférer (1 ml) de la dilution
précédente deux autres boites de pétri et couler
Environ (15 ml) de milieu gélose stérile de
sabourand et homogénéiser, ensuite refroidir et laisser incuber
pendant 5 jour a 25°C (boites retournées).
- Compter le nombre de colonies apparues, faire la moyenne des
deux boites et multiplie par 10 (facteur de dilution), pour exprimer le nombre
de levures et moisissures en germe par gramme.
- Le nombre de germes doit être inférieur ou
égal à 100 u f c.
1-2-4 / dénombrement des germes pathogènes :
A / « Pseudomonas Aeruginosa » et «
Staphylococcus Aureus »
- Ensemencer (100 ml) de milieu liquide stérile aux
peptones de caséine et de soja avec (10 g) de matière
première (premix)
- Laisser incuber a (37 °C) pendant 3 jours.
- S'il se produit un développement bactérien :
A-1 / Prélever (1 ml) de la solution incubée que
l'on déposé sur un milieu gélose au cetrimide,
préalablement coule en boite de pétri, puis laisser incuber 48
heure a 37 °C et noter l'aspect des colonies.
Les caractères de « Pseudomonas Aeruginosa » sur
un milieu gélose au citrimide sont : y' colonies
généralement verdâtres.
y' fluorescence verdâtre en lumière UV.
y' test a l'oxydase positive.
y' coloration de gram : bacille gram.
S'il y a un développement de colonies suspecter , on
effectuer un repiquage sur milieu soja a l'aide d'une anse de platine , ensuite
mettre a incuber de 24 a 48 heure et faire une identification a l'aide de la
galerie ( API ) spécifique .
A-2 / Prélever (1 ml) de la solution
incubée que l'on déposé sur un milieu de Vogel et Johnson,
préalablement coule en boite de pétri, puis laisser incuber 48
heure a 37 °C et noter l'aspect des colonies.
Les caractères de « Staphylocoques Aureus » sur
un milieu `'Vogel et Johnson `' sont : y' colonies noires entoures de zone
jaune
y' coloration de gram : cocci gram positive en amas
S'il y a un développement de colonies suspecter , on
effectuer un repiquage sur milieu soja a l'aide d'une anse de platine , ensuite
mettre a incuber de 24 a 48 heure et faire une identification a l'aide de la
galerie ( API ) spécifique .
B / « Escherichia Coli » et «
Salmonelles » :
- Ensemencer (100 ml) de milieu liquide stérile aux
tergitol 7 avec (10 g) de matière première (premix), puis mettre
a incubée le mélange après dispersion complète
pendant 3 jour a 37 °C
- S'il se produit au développement bactérien :
B-1 / Déposer (1ml) de la solution
incubée sur un milieu gélose Mac Conkey , préalablement
coule en boite de pétri, puis laisser incuber 48 heure a 37 °C et
noter l'aspect des colonies.
Les caractères de « Escherichia - Coli » sur un
milieu `'Mac Conkey `' sont :
V' colonies rouge brique entoures parfois d'une zone de
précipitation rougeâtre. V' coloration de gram : bacille -
gram.
B-2 / Prélever ( 1ml ) de la solution incubée
sur un milieu gélose ( xylose lysine- désoxycholate ) X L D ,
préalablement coule en boite de pétri, puis laisser incuber 48
heure a 37 °C et noter l'aspect des colonies.
Le caractère des « Salmonelles » sur un milieu
`' X L D' 'est :
V' colonies rouges avec ou sans centre noir
2 / contrôle physico - chimique :
2-1 / Contrôle de l'eau purifiée :
2-1-1 Caractère organoleptique :
L'aspect et la couleur sont déterminées a l'oeil nu
et la saveur par dégustation.
2-1-2 / caractere physico-chimique :
2-1-2-1 / détermination de pH :
Le pH est définie comme étant une mesure de la
concentration en ion (H3O+) d'une solution aqueuse pH= - log (H3O+), ce
paramètre est mesure a l'aide d'un pH mètre, l'appareil doit
être préalablement etalonne (Ouahes et Dévalez, 1981).
2-1-2-2 / la conductivité :
La conductivité électrique traduit la
capacité d'une solution aqueuse a traduire le courant électrique
.cette notion est inversement proportionnelle a celle de
résistivité électrique, elle est directement
proportionnelle a la quantité de solide dissous dans l'eau aussi, plus
la conductivité en solde dissout sera importante, plus la
conductivité sera.
La conductivité permet d'évaluer rapidement la
minéralisation globale de l'eau, elle est mesurée à l'aide
d'un conductimètre muni d'une électrode de platine.
La conductivité de l'eau purifiée est
mesurée sur un conductimètre à une température de
25°C.
2-1-2-3 / substances oxydables :
L'opération consiste a mesure en milieu acide ou en
milieu alcalin, la quantité d'oxygène utilise pour la
réduction du perganate de potassium par les matière organique
d'origine animal ou végétale dans une eau (Rodier et al
,1996).
A / principe : la méthode de
manganimétrie est basse sur les réaction d'oxydoréduction
par l'ion permanganate .lors de l'oxydation en milieu acide , le
manganèse (MnO4) rose est réduit a l'état de cation
(manganèse ) incolore , il se forme un sel sulfate de manganèse
.
B / mode opératoire : (10ml) d'acide sulfurique
dilue (2N) avec 0.1ml de permanganate de potassium (0.02 M) et une qsp
(100.0ml) d'eau purifiée sont mélanges puis Chauffes a
ébullition pendant 5 min.
C / lecture : en présence de coloration rose
cela veut dire il y' a absence des substances oxydables et s'il y'a apparition
d'une couleur bleu cela explique la présence de ces dernier
2-1-2-4 / Les chlorure :
Les chlorure présentent une saveur
désagréable qui va confères a l'eau une saveur saline .ils
peuvent également provoquer une corrosion dans les canalisation et les
réservoirs.
A / principe : la teneur des chlorure dans la solution a
examinée est déterminée par argentimetrie. le nitrate
d'argent ( AgNO3) donne avec l'ion chlore (cl-) en présence de
l'acide nitrique ( H NO3) un précipite blanc carllebotte
de chlorure d'argent (Ag cl ) a la lumière ,le précipite devient
gris violets puis noircit (décomposition ) ( Alexeev , 1982 ) .
B / mode opératoire : dans un tube a essai,
mélanger : (10ml) d'eau purifiée avec (1ml) d'acide nitrique
dilue (2N) et avec (0.2ml) d'une solution de nitrate d'argent.
C / lecture : si la solution ne présente aucun
changement pendant (15min) au moins cela veut dire que les chlorure sont
absents et si il y' a dépôt d'un précipite blanc cela
indique leur présence.
2-1-2-5 / les nitrates :
L'absence d'oxygène fait que les bactéries en
recours à l'utilisation du nitrate pour leur respiration et c'est le cas
de Pseudomonas aeruginosa.
A / principe : la présence de nitrate dans l'eau
est déterminée par colorimétrie, en présence des
nitrate (NO3), il apparaît une coloration bleu suite a l'oxydation de la
diphénylamine par les nitrate (Alexeev, 1982).
B / mode opératoire : dans un tube a essai place
dans de l'eau glace , introduisez ( 5 ml ) d'eau purifiée et ajouter (
0.4 ml ) d'une solution de chlorure de potassium a ( 10 g/l) , 0.1 ml de
solution de diphénylamine puis , goutte a goutte et en agitant ( 5ml )
d'acide sulfurique exempt d'azote . Placer le tube dans un bain marie a 50
°C.
La présence des nitrate se manifeste après
(15min) par l'apparition d'une coloration bleu qui ne doit pas être plus
intense que celle d'un témoin prépare simultanément et
dans les même condition avec un mélange de (4.5ml) d'eau exempt de
nitrate et de (0.5 ml) de solution de nitrate (NO3) a 2 ppm
C / lecture : si il y'a apparition d'une coloration
bleu claire, on en déduit une concentration inférieur a 0.2 ppm
et si il y'a apparition d'une coloration bleu fonce plus intense que le
témoin cela explique une forte concentration en nitrate.
2-1-2-6 / les sulfates :
A / principe : la présence des sulfates dans la
solution a examines est déterminée par colorimétrie, le
chlorure de baryum donne par interaction avec les solutions contenant l'ion
soufre (SO4-2) un précipite blanc sulfate de baryum (Ba SO4) (Alexeev
,1982).
B / mode opératoire : dans un tube a essai :
introduire ( ml) d'eau purifiée avec (0.1ml) d'acide chlorhydrique dilue
(2N) et 0.1ml d'une solution de chlorure de baryum.
C / lecture : si la solution ne présente aucun
changement pendant 1 heure au moins, ce qui explique l'absence des sulfate et
si il y' a dépôt de couleur blanc cela indique la présence
des sulfates
2-1 / Contrôle de la matière première
(premix) :
2-1-1 / caractère organoleptique
L'aspect et la couleur sont déterminés à
l'oeil nu, la saveur par dégustation donc on trouve que le premix est un
liquide a aspect laiteux, onctueux, a goût sucre.
2-1-2 / caractère physico-chimique :
2-1-2-1/ Préparation de la solution :
Dans une fiole jaugée de 200 ml, introduire une prise
d'essai exactement pesée voisine de 20 g (P) du premix. Ajouter 15 ml
d'acide chlorhydrique dilue au demi et agiter jusqu'à dissolution
complète. Ajuster a 200ml avec de l'eau purifiée.
Cette solution (S) sert pour le dosage et l'identification de
l'hydroxyde d'aluminium et l'hydroxyde de magnésium.
2-1-2-2/ détermination de pH :
Le pH est défini comme étant une mesure de la
concentration en ions H3O+ d'une solution aqueuse : pH= - log [H3O+] (Ouahes et
Dévalez, 1981).
Ce paramètre est mesuré à l'aide
d'un pH mètre, l'appareil doit être préalablement
étalonné. Le pH du premix doit être compris entre 7.5 ET
8.3.
2-1-2-3/ détermination de la densité :
La densité d'une substance est le rapport entre la
masse d'un certain volume de matière et la masse de même volume
d'eau. Elle est mesurée à l'aide d'un pycnomètre sur le
liquide à 20°C et la densité du premix doit être
voisine de 1.07.
Modeopératoire :
On introduit soigneusement l'échantillon à analyser
dans le pycnomètre en évitant la formation de bulle d'air.
d= (P1-P2)/P3
Avec P1 : le poids du pycnomètre remplis du produit
P2 : le poids du pycnomètre remplis d'eau
P3 : le poids du pycnomètre vide
2-1-2-4/ pouvoir neutralisant :
Le test du pouvoir neutralisant consiste à
déterminer la quantité nécessaire de à analyser
(premix/MAALOX) capable de neutraliser l'excès de HCL présent
dans l'estomac. Pour cela, on utilise la soude (0,1 N) qui correspond au base
contenue dans d'indicateur coloré le bromophénol qui vire du
jaune au bleu, lors de la neutralisation.
Modeopératoire :
Dans une fiole conique, introduire une prise d'essai P
(exprimée en g) correspondant à 1,5 ml de l'échantillon.
Ajouter 5,0 ml d'acide chlorhydrique (1 N). Agiter jusqu'à obtention
d'une solution limpide. Ajouter 7 gouttes de solution de bleu
bromophénol.
Titrer l'excès d'acide chlorhydrique par la solution
d'hydroxyde de sodium 0,1 N jusqu'à obtention d'une coloration bleu.
Soit (n) le volume, exprimer en ml, d'hydroxyde de sodium
utilisé. Faire un témoin en titrant 5.0 ml d'acide chlorhydriques
(1N) par la solution d'hydroxyde de sodium (0.1 N) en présence de bleu
de bromophénol.
Soit (N) le volume, exprimer en ml d'hydroxyde de sodium
utilisé. Le pouvoir neutralisant c'est à dire le volume,
exprimé en ml, d'acide chlorhydrique 0.1N neutralisé par gramme
de produit est donné par la formule :
PN= (N-n) F / P
Ou F : est le facteur de correction du titre d'hydroxyde de
sodium (0.5 N). Le pouvoir neutralisant ne doit pas être inférieur
a 30.6 ml par gramme.
2-1-2-5/ essai limite de l'eau oxygène (H2O2) :
Dans un récipient adapte, introduire 25.0 ml du premix.
Rincer la pipette a l'eau purifiée, les eaux de lavage étant
mélangées à la prise d'essai. Ajouter lentement 25 ml
d'acide sulfurique a 10 %. Ajouter 1 g d'iodure de potassium (R) et 3 a 5
gouttes de solution aqueuse de molybdate d'ammonium à 3 %. Agité,
puis laisser a l'abri de la lumière pendant 15 min
Titrer l'iode libère par la solution de thiosulfate de
sodium 0.1 N soit (N ml). Effectuer un titrage a blanc avec les mêmes
réactif soit (n ml).
1 ml de thiosulfate de sodium (0.1 N) correspond à 1.701
mg de H2O2 et la teneur en H2O2 exprimée en g pour cent ml est
donnée par la formule :
T= (N-n) 0.1701 F / 25
Ou F : est le facteur de correction du titre de thiosulfate de
sodium (0.1 N). La teneur en H2O2 doit être inférieur ou
égale a 0.0273 g / 100 ml.
2-1-2-6 / dosage :
A / dosage de l'hydroxyde d'aluminium :
Dans un récipient adapte, introduire successivement 10.0
ml de la solution ( S ) ,et 20.0 ml
d'eau purifiée et 20.0 ml exactement mesures de
solution d'ededate de sodium ( 0.1 M ) . Agiter puis ajouter 20 ml de solution
tampon d'acétate d'ammonium (1), porter a ébullition pendant 3
minute, refroidir et ajouter 60 ml d'eau distillée et 1 ml de solution
d'orange xylenol (2) ou de solution de dithizone (3).
Titrer par le sulfate de zinc (0.1 M) jusqu'à virage au
rose (soit n le volume, exprime en ml, de solution utilisée).
1- solution tampon acétate d'ammonium pH = 4.65 :
acétate d'ammonium 77.1 g + acide ascétique 60ml + eau
purifiée qsp 1000ml.
2- solution d'orange de xylenol : 0.1g d'orange de xylenol +
quelque gouttes d'eau purifiée pour dissoudre qsp 100ml d'alcool
éthylique a 95 %.
3- solution de didithzone : 30mg de dithizone dans 100ml
d'acetate. agiter 20 minute avec un agitateur magnétique (durée
de conservateur : 1 semaine en flacon brun au réfrigérateur).
La teneur en gramme d'Al (OH) 3 pour 100ml est donnée par
la formule :
T = (N-n)* F* 0.0078* 200 * 100 *d / P 100
OÙ
T= (N-n) F* 15.6* d / P
1ml de la solution d'ededate de sodium 0.1M correspond a 7.8 mg
de AI (OH) 3
P : étant la valeur de la prise d'essai, exprimée
en g, utilisée dans la préparation de la solution S
d : étant la valeur moyenne de la densité.
F : étant le facteur de correction du sulfate de zinc (0.1
M).
La teneur en Al (OH) 3 doit être comprise entre 4.05 et
4.70 g/100ml. B / dosage de l'hydroxyde de magnésium :
Dans un récipient adapte, introduire successivement 10.0
ml de la solution (S), 120.0 ml d'eau purifiée et 40.0ml de la solution
triethanolamine (R) a 50% dans de l'eau purifiée.
Agiter puis ajouter 10ml de la solution tampon ammoniacal (4) (ou
tampon ammoniacal pH = 10-11 de Merck ou équivalent) et 0.2g de spatule
de noir eriochrome dilue.
Titrer par l' ededate de sodium 0.1 M jusqu'à virage au
bleu. Soit N le volume, exprime en ml, de solution versée.
4- solution tampon ammoniacal :
V' - chlorure d'ammonium 60g
V' - ammoniaque R 750ml
V' - eau purifiée 200ml
V' -eau purifiée qsp 1000ml
La teneur en hydroxyde de magnésium, exprimée en
gramme pour 100ml est donnée par la formule :
T= N * F * 0.005833 * 200* 100*d / P * 10
OÙ
T= N * F * 11.66 * d / P
1ml de la solution d'ededate de sodium 0.1 M correspond à
5.833mg d'hydroxyde de magnésium.
P : étant le poids de la prise d'essai, exprimée en
g, utilisée dans la préparation de la solution S.
d : étant la valeur moyenne de la densité =
1.50.
F : étant le facteur de correction du titre de la solution
d'ededate de sodium (0.1 M) La teneur en Mg (OH) 3 doit être comprise
entre 4.70 et 5.37 g / 100ml.
2-1-2-7 / Dosage des Parahydroxybenzoate de methyl et de
propyl par HPLC : A / Remarque :
Cette technique est aussi utilise pour contrôler la
dégradation des produits finis au cour des études de
stabilité, c'est la raison pour lequel la solution étalon
mère contient de l'acide Parahydroxybenzoate.
La teneur totale en produit de dégradation est calcule par
rapport a son pic.
Ce contrôle est utilise seulement pour le produit MAALOX
B / Condition opératoire :
Colonne acier inoxydable
Longueur : 25 cm
Diamètre intérieur : 4mm
Phase stationnaire silice greffe (type lichrosorb RP1 8)
Taille des particules 5 micromètres
Phase mobile méthanol - eau ultra pur (75-25)
Débit 1ml / min
Détecteur UV : 254mm
Sensibilité : 0.025UA
Injection par boucle de 20 microlitre
C / Préparation de la solution
Solution étalon : Dans une fiole jaugée de
50ml introduire successivement des prises d'essai exactement pesées ,
voisine de :
V' 50mg (P1) de Parahydroxybenzoate de methyl V' 25 mg (P 2)
de parahydrxybenzoate de propyl V' 25 mg (P 3) d'acide parahydroxy benzoique
Compléter au volume avec la phase mobile dans une fiole
jaugée de 50ml, introduire 1ml de la solution précédente
et compléter au volume avec la phase mobile.
Solution essai : Dans une fiole jaugée de 100ml
introduire une prise d'essai
avec la phase mobile ; agiter et filtrer à l'aide du
système Millex de chez Millipore
D / Calcule : La teneur en Parahydroxybenzoate :
T = P1* S1 *4 *d / P4 *S2
S 1 : étant la valeur de la surface du pic correspondant
au Parahydroxybenzoate de Methyl Dans la solution essai
S 2 : étant la valeur de la surface du pic correspondant
au Parahydroxybenzoate de Methyl Dans la solution temois.
d : étant la valeur moyenne de la densité de la
suspension soit : d = 1.050
E / Norme : Elle doit être comprise entre (90mg) et
(1 10mg) pour 100ml de suspension.
La teneur en Parahydroxybenzoate de propyl est obtenue en
remplaçant dans la formule, les surface et poids par les valeurs qui le
correspond.
Doit être comprise entre (45mg) et (55mg) pour 100ml de
suspension.
Spécifications techniques :
|
Tests
|
Spécifications
|
|
Caractères :
|
Liquide laiteux, à goût sucre.
|
|
Aspect
|
|
Identification :
|
Positive
Positive
|
|
Aluminium
Magnésium
|
|
Essai :
|
7.5 a 8.3
Voisine de 1.07 ? 30.6
< 0.0273
|
|
pH
densité
pouvoir neutralisant (ml/g)
essai limite de l'eau oxygénée (g/
100ml)
|
Dosage :
Hydroxyde d'aluminium (g / 100 ml)
Hydroxyde de magnésium (g / 100ml)
Parahydroxybenzoate de méthyle (g/1 00ml)
Parahydroxybenzoate de propyl (g/1 00ml)
|
4.05 a 4.70 4.70 a 5.37 90 et 110
45 et 55
|
Contrôle In-Process :
Il s'agit de deux contrôles, le premier est base sur le
volume et le deuxième sur la conformité des articles de
conditionnement.
1/ contrôle de volume (conditionnement primaire)
:
Ce-ci s'effectue en deux étapes:
1-1 / la 1
ère étape (au début de remplissage)
: elle consiste à faire passe 18 flacons à travers les 6 becs
de remplissage, chaque 6 flacons se passe 3 fois successivement dans les becs
qui, auparavant été pesé vide (poids = P1) puis les
pesés après remplissage (poids= P2), on déduit la masse
des contenues par soustraction entre les deux poids, calculé au
début (m=P1-P2).
Et pour déterminer le volume on utilise la relation
suivante :
d= m / V d'où V= m / d avec : d est la densité.
m est la masse.
V est le volume.
On fait la moyenne des volumes de 18 flacons et le volume doit
être compris entre : [245ml et 250ml]. Ce contrôle a pour but de
vérifier le bon fonctionnement des becs.
1-2 / la 2 eme
étape (au cour de remplissage) : on fait passe 2 flacon chaque (30
minute) et le principe de cette étape est le même que
précédente.
2/ contrôle de la confirmite des articles de
conditionnement (conditionnement secondaire) :
Ce dernier est basé sur :
y' le contrôle de la conformité des étuis.
y' s'assurer qu'il s'agit d'une bonne notice.
y' la vérification de la vignette.
y' vérifier que l'étiquette et la case carton
correspond au produit.
y' Vérifier la présence de numéro de lot,
la date de fabrication et la date de péremption.
Chapitre : calcul et résultat
Introduction :
Il est indispensable en premier lieu de définir le
comportement du fluide (MAALOX) faisant l'objet de notre étude .il faut
d'abord vérifier les propriété rhéologique de notre
suspension (MAALOX) ; ensuite calculer la viscosité dynamique du fluide
a partir des données expérimental de la contrainte de
cisaillement en fonction de la vitesse de cisaillement.
Mesure de la propriété
rhéologique de la suspension : L'appareillage (rhéomètre
rotatif et cylindrique) :
Le principe de fonctionnement :
La substance (MAALOX) à étudier est
placée entre deux cylindres de résolution coaxiaux de rayon R1 et
R2 et de hauteur H, le mouvement laminaire de cisaillement est obtenue on
communiquons à l'un des cylindres un mouvement de rotation uniforme de
vitesse angulaire (~) et l'autre cylindre demeure immobile.
Dans notre cas le cylindre intérieur qui est mobile
immerge dans un récipient.
La substance se décompose en couche cylindrique
coaxiale, animée d'une vitesse angulaire différente, variant
continûment de (~ à 0) par suite des mouvements relative des
couches les un par rapport aux autre, il apparaît aux tous points de
l'échantillon une vitesse de
cisaillement (c) et une viscosité dynamique (jt).
Les équations qui caractérisent ce type de
rhéomètre à la surface des plongeurs sont :
'r(R1)=C/211R12H
c (R1)=2 ~ dC/d~
Avec : C : est le couple résistant
~ : est la vitesse angulaire
H : est la hauteur de cylindre extérieur
R1 : est le rayon de cylindre extérieur
R2 : est le rayon de cylindre intérieur
Résultats expérimentaux :
Après la manipulation de l'appareil
(rhéomètre), on registre les données de contrainte de
cisaillement pour différentes vitesses de cisaillement.
Les résultats expérimentaux obtenus lors des
lectures sur l'appareil, sont regroupés dans le tableau suivant :
|
Vitesse de cisaillement E (second -1)
|
Contrainte de cisaillement 'r 10 3 (Pascal)
|
|
0.1
|
7.99
|
|
0.2
|
8.9
|
|
0.5
|
11.1
|
|
0.83
|
12.45
|
|
1
|
13
|
|
1.66
|
15.25
|
A partir des résultats expérimentaux obtenus, on
peut tracer le graphe (rheogramme) de la contrainte de cisaillement en fonction
de la vitesse de cisaillement 'r = f (E).
Le rheogramme est donne dans la figure suivante :
la rheologie de la suspension
|
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
|
|
1 2 3 4 5 6
vitess de cisaillement
Interprétation des
résultats :
A partir du graphe ci-dessus, on peut constater que pour chaque
valeur de couples de contrainte de cisaillement et vitesse de cisaillement (t,
c) correspond a une valeur bien
définie appelée la viscosité dynamique
(jt), et cette propriété est une caractéristique des
fluides de type non newtonien .Donc, en conclusion on peut dire qu'il existe
une relation biunivoque entre la contrainte et la vitesse de cisaillement.
De plus, on constate aussi que la courbe d'écoulement
est une droite qui ne passe pas par l'origine et ceci caractérise les
fluide plastique de type BINGHAM, car en général la courbe
d'écoulement finit par devenir plus ou moins rectiligne a partir d'une
contrainte appelée : `'contrainte de critique `' (tc) et ce type de
fluide peuvent être modélisées par une
loi dite loi de BINGHAM : t = k * c + tc.
on peut expliquer schématiquement le comportement
Binghamien d'un fluide et cela en supposant que ce fluide présente au
repos une structure tridimensionnelle rigide susceptible de
résister a des contraintes inférieur a (tc ) .des
que l'on dépasse cette contrainte , la structure se détruit
totalement et le comportement de fluide devient newtonien .
Conclusion :
A partir de ces résultats, on peut dire que notre
fluide (MAALOX) est un fluide visqueux indépendant de
temps de type non newtonien et qui appartiens
à la famille des fluides plastique et plus précisément les
fluides plastiques de BINGHAM.
Et ces résultats représentent les
propriétés rhéologiques de notre suspension (MAALOX).
Mesure de la viscosité dynamique de la
suspension (n) :
D'après le graphe de la figure - 1-, on déduit
que la courbe d'écoulement est une droite qui ne passe pas par l'origine
donc elle est modélises par la loi de BINGHAM, qui s'écrit sous
la forme suivante : t = k * E + tc.
Avec k : qui représente dans notre cas la
viscosité dynamique.
Tc : représente la contrainte
critique.
Donc la viscosité dynamique (jt) est représentes
graphiquement par une pente et tc est représentes par l'interaction
entre la courbe d'écoulement et l'abscisse de la contrainte de
cisaillement.
|
Vitesse de cisaillement E (second -1)
|
Contrainte de cisaillement t 10 3 (Pascal)
|
Viscosité dynamique jt 10 -3 (Pas. s
-1)
|
|
0.1
|
7.99
|
79.9
|
|
0.2
|
8.9
|
44.5
|
|
0.5
|
11.1
|
22.2
|
|
0.83
|
12.45
|
15
|
|
1
|
13
|
13
|
|
|
|
|
1.66
|
15.25
|
9.19
|
D'où dans notre cas la viscosité dynamique de la
suspension (MAALOX) est la moyenne de chaque valeur de la viscosité du
couple de contrainte et de vitesse de cisaillement (T, E)
Donc R= R1+ R2+ R3+ R4+ R5+ R6 / 6
R = (79.9 + 44.5 +22.2+ 15 + 13 + 9.19). 10 -3 R =
34.1 10 -3
R = 0.0341 pa .s
Mesure des propriétés
hydrodynamiques de la suspension : Données de l'étude :
Tuyauterie
ü Longueur --> L = 24 mètre
ü Diamètre extérieur --> Dext =
ü Epaisseur --> e =
La cuve
ü Volume --> V = 5000 litre
ü Hauteur --> H = 4 mètre
ü Indicateur de masse --> M =
ü Indicateur de température --> T =
ü Indicateur de vitesse d'agitation --> N = 1170. 2n
tour / minute
La pompe
ü Débit --> Q' = 16 m3 / heure
ü Vitesse de rotation --> N' = 1450. 2n tour / minute
Mesure des paramètres physiques de la
suspension :
Calcul de masse volumique (0) :
La masse volumique (parfois appelée densité) est
un paramètre de base des fluides ; elle est définie comme
étant la masse (m) sur l'unité de volume (V) et cela s'exprime
sous la forme suivante : p = la masse de mélange / le volume de
mélange
p = m / V [Kg / m3]
Donc dans notre cas, la masse de mélange est égale
a 5000 litre et pour avoir cette masse en kilogramme, on doit la multiplie par
la densité et on aura :
m = 5000 * d
m = 5000 * 1.05
m = 5250 Kg
Et le volume de mélange est égal à 5000
litre soit 5 mètre cube, donc V= 5 m3 D'où p = m / V
p = 5250 / 5
p = 1050 Kg / m3
Calcul de débit volumique (Qv) :
Le débit est la quantité de fluide (MAALOX) qui
s'écoule a travers une section de conduite pendant l'unité de
temps Qv = volume / unité de temps
Qv = V / t
Mais dans notre cas, le débit est calcule par
l'intermédiaire d'une loi appelée :»loi de puissance `', qui
s'écrit sous la forme suivante :
Qv / Q' = N / N' Avec Qv : le débit volumique a calcule
[m3 / heure]
Q' : le débit de la pompe [m3 / heure]
N : la vitesse d'agitation de la cuve [tour /minute]
N' : la vitesse de rotation de la pompe [tour / minute]
Donc Qv = Q' * N / N'
Qv = 16 * 1170 / 1450 Qv = 12.91 m3 / heure
Qv = 0.00358 m3 / seconde
Calcule de la vitesse moyenne de
l'écoulement (Vmoy) :
Dans une section droite (S) de la canalisation, on appelle
(Vmoy) la vitesse moyenne de l'écoulement qui s'écrit
sous la forme suivante : Qv = Vmoy S1 = Vmoy S2 = constante
Donc Qv = Vmoy S avec Qv : le débit volumique [m3 / heur
]
Vmoy : la vitesse moyenne de l'écoulement [m / seconde] S
: la section de la conduite [ m2]
D'où Vmoy = Qv / S avec S = ir D2 / 4
Donc Vmoy = 4 Qv / ir D2
Vmoy = 4 * 12.91 / 3.14 * 0.045 2 * 3600
Vmoy = 2.255 m / s
Calcule de nombre de Reynolds (Re) :
La nature de régime de l'écoulement d'un fluide est
déterminée par le calcul de la valeur de nombre de Reynolds, qui
s'écrit sous la forme suivante :
Re = p Vmoy D / ji avec p : la masse volumique de fluide [Kg /
m3]
Vmoy : la vitesse moyenne de l'écoulement [m2 / seconde ]
D : le diamètre de la conduite [m]
ji : la viscosité dynamique de fluide [pa . seconde ]
Donc Re = 1050 * 2.255 * 0.045 / 0.034 1
Re = 3124.59
D'où, on constate a partir de ce résultat que (Re)
est supérieur a 3000, donc on peut conclure que notre fluide (MAALOX)
s'écoule en régime turbulent.
Calcul des pertes de charge régulière (
linéaire ) AHr :
Soit un écoulement permanent d'un liquide dans une
conduite de diamètre(D) La perte de charge entre deux points
séparés d'une longueur (L ) s'écrit sous la forme suivante
:
Avec
Vmoy : vitesse moyenne du fluide
À : coefficient de perte de charge
régulière.
Puisque, le régime d'écoulement est turbulent
(Re > 3000) donc Pour déterminer le coefficient de perte de charge
régulière (X), on fait souvent appel à des formules
empiriques tel que :
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La loi de Blasius :
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X = -
0 316 0 25
, Re ,
|
(qui est applicable seulement sur les tuyaux
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Et comme dans notre étude la conduite
d'écoulement est de nature inox (316 L) qui a une rugosité (e
=0.00036m) donc on peut la négliger et l'assimiler a une conduite lisse,
et on a aussi le nombre de Reynolds Re =3124.59 < 105,
d'où on peur appliquer la loi de Blasius :
X = 0.3 16 (3 124.59) -0.25
X = 0.0422
On remplace ce coefficient dans la formule (1), on obtient : AHr
= X V2moy L / 2 g D
AHr = 0.0422 * (2.255) 2 * 25 / 2 * 9.81 * 0.045
AHr = 5.960 mètre colonne de fluide
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