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Concept
Taux de cisaillement
Résumé
vignette|redresse=1.7|Un fluide s'écoule de gauche à droite le long d'une limite solide. Ce faisant, il subit un frottement avec elle, ce qui entraîne l'application d'une contrainte de cisaillement. Selon la condition de non-glissement, la vitesse de l'écoulement au contact de cette limite est égale à zéro, mais la vitesse augmente de 0 à v (v = la vitesse du fluide) à une certaine hauteur. La région située entre la frontière et cette hauteur est appelée couche limite et c'est dans cette couche que l'on peut observer la formation de tourbillons contrarotatifs dans l'écoulement. Agrandissement ×100
La vitesse de cisaillement ou « gradient de vitesse » ou « taux de cisaillement », symboles (gamma point) ou D, mesure le cisaillement appliqué au sein d’un fluide. Elle dépend de la contrainte de cisaillement et de la nature du fluide. Le gradient de vitesse décrit la variation spatiale de la vitesse d’écoulement.
La viscosité est la propriété physique intrinsèque impliquant une dépendance entre les contraintes et les vitesses de déformations, en l’occurrence entre la contrainte de cisaillement et la vitesse de cisaillement.
Les viscosimètres de type Brookfield sont largement utilisés tant en laboratoire qu’en production. Le principe de base repose sur la mesure du couple (proportionnel à la contrainte de cisaillement) nécessaire pour maintenir constante la vitesse angulaire de rotation (proportionnelle à la vitesse de cisaillement) d’un mobile immergé dans un fluide, et d’en déduire proportionnellement la viscosité (relative). Ce mode est dit à (vitesse de) cisaillement imposé.
La viscosité d’un produit au comportement non newtonien dépend de la vitesse de cisaillement utilisée pour la mesure et peut, de plus, dépendre de l’histoire de l’écoulement. L’utilisation d’un appareil sophistiqué s’avère dans ce cas nécessaire.
Pour des matières consistantes telles les fondus, bitumes ou résines, il est possible de mesurer la viscosité d’un échantillon avec une vitesse de cisaillement très faible.
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