Hydraulique et hydrologie, 3e édition

Saad Bennis

• Éditeur: Presses de l'Université du Québec
• Année: 2014
• ISBN:
  9782760540224
• Sujet: Physical Sciences
• Sous-sujet: Physics

Hydraulique et hydrologie est un ouvrage original qui regroupe des notions qu'on ne retrouve pas traditionnellement réunies dans un même volume. Cet ouvrage permet à l'étudiant aussi bien qu'à l'ingénieur praticien d'acquérir des notions fondamentales qui sont à la base du design hydraulique et hydrologique.

Chapitre 1

Équations de conservation de la masse

Objectifs

1. Connaître les différentes formes, différentielle et intégrale, de l’équation de continuité.
2. Savoir faire un bilan de masse au niveau d’un volume de contrôle fixe et déformable.
3. Connaître les formes usuelles de l’équation de continuité pour une ou plusieurs conduites en série.
4. Savoir formuler l’équation de continuité pour un écoulement à surface libre et dégager les différents cas particuliers.
5. Appliquer l’équation de continuité aux écoulements souterrains et dériver l’équation de Laplace.
6. Savoir traiter les différents problèmes relatifs à la vidange et au remplissage des réservoirs.

Introduction

Pour résoudre la plupart des problèmes qui se posent en ingénierie, on utilise un principe universel de conservation. L’équation qui traduit ce principe de conservation peut prendre des formes différentes selon les contextes. La mécanique des fluides, qui constitue la fondation de l’hydraulique, utilise les principes de la conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de son moment ainsi que de l’énergie.

Les chapitres 1 et 2 traitent respectivement des principes de conservation de la masse et de l’énergie qui sont les plus utilisés en hydraulique. L’équation de conservation de la quantité de mouvement est introduite, selon le besoin, dans les chapitres subséquents.

1.1 Définitions

La masse m contenue dans un volume S se calcule par la relation

où ρ est la masse volumique qui s’exprime en kg/m³, la masse étant en kg et le volume en m³. Lorsque le corps est homogène, cette relation devient

Le débit volumique qui traverse une section d’écoulement A se calcule par la relation (figure 1.1)

v est la vitesse d’écoulement qui varie selon la position ; elle est nulle au point qui est en contact avec une paroi fixe, et maximale au point le plus éloigné des parois,

V est la vitesse moyenne d’écoulement (m/s),

A est la section d’écoulement (m²), normale au courant.

En système international, le débit doit être exprimé en m³/s, mais pour des raisons pratiques, on peut aussi l’exprimer en litres par seconde (l/s), litres par minute (l/min), etc., selon son ordre de grandeur.

Le débit massique qui traverse une section d’écoulement A, se calcule par la relation

Lorsque le fluide est homogène et incompressible, cette relation devient m˙ = ρQ où Q est le débit volumique. En système international, le débit massique est exprimé en kg/s.

1.2 L’équation de continuité : forme intégrale

1.2.1 Formulation générale

L’équation de continuité tr...

Table des matières

• Couverture
• Copyright
• Remerciements
• Chapitre 1 - Équations de conservation de la masse
• Chapitre 2 - Calcul des conduites sous pression
• Chapitre 3 - Les pompes
• Chapitre 4 - Coup de bélier
• Chapitre 5 - Écoulements à surface libre
• Chapitre 6 - Écoulements à travers les déversoirs et les orifices
• Chapitre 7 - Cycle hydrologique – précipitations, évaporation et infiltrations
• Chapitre 8 - Modèles de transformation pluie-fonte-débit
• Chapitre 9 - Laminage des crues
• Chapitre 10 - Hydrologie statistique
• SOLUTIONS DES EXERCICES
• Quatrième de couverture